大學(xué)物理下-熱學(xué)2 熱力學(xué)定律課件

同學(xué)們好！

人類生命中永恒不滅的事物，是偉大的觀念與思想。強(qiáng)盛的帝國(guó)會(huì)傾頹，人類的肉身會(huì)腐朽，彪炳的功業(yè)也有遭受遺忘忽視的命運(yùn)，只有偉大的思想觀念能夠歷久而彌新。

－－（美）羅伯特.萊希曼位于波多黎各的世界最大的射電天文望遠(yuǎn)鏡。1974年泰勒與赫爾斯利用它發(fā)現(xiàn)了脈沖雙星。?熱力學(xué)緊密圍繞熱機(jī)的研究和應(yīng)用——工作物質(zhì)重復(fù)進(jìn)行某些過(guò)程，不斷吸熱做功一、循環(huán)過(guò)程1.定義：系統(tǒng)經(jīng)歷一系列變化后又回到初始狀態(tài)的整個(gè)過(guò)程叫循環(huán)過(guò)程。準(zhǔn)靜態(tài)循環(huán)過(guò)程

—相圖中的閉合曲線順時(shí)針：正循環(huán)逆時(shí)針：逆循環(huán)§20.3循環(huán)過(guò)程卡諾循環(huán)（熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用，引入第二定律的橋梁）d2.共同特征熱力學(xué)第一定律：3.正循環(huán)及其效率特征從外界吸熱—對(duì)外做功熱機(jī)的循環(huán):dA推廣到一般情況——熱機(jī)的能量轉(zhuǎn)換:從高溫?zé)嵩次鼰幔赡懿恢挂粋€(gè)）向低溫?zé)嵩捶艧幔赡懿恢挂粋€(gè)）對(duì)外做功效果代價(jià)熱機(jī)效率:例1.注意是T-V圖斯特林循環(huán)總吸熱總放熱4.逆循環(huán)及致冷系數(shù)特點(diǎn)外界對(duì)系統(tǒng)做功——系統(tǒng)向外界放熱致冷機(jī)的循環(huán)高溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩唇榻B：空調(diào)機(jī)的循環(huán)冷泵（A)房間大氣室內(nèi)降溫（對(duì)房間致冷）熱泵（A)大氣房間室內(nèi)升溫（對(duì)大氣致冷）季節(jié)作用低溫?zé)嵩锤邷責(zé)嵩葱Ч奶於霢Q2Q1夏天AQ2Q1冬天曬斑，雪盲，視力損害，皮膚癌，白內(nèi)障…...植物生長(zhǎng)率下降，海洋生物減少氣候異常，農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)受損，國(guó)土干燥化，北極冰帽熔化，海平面上升，大陸被淹…...后果紫外線輻射增強(qiáng)溫室效應(yīng)新資料：對(duì)溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)：水蒸氣：60％；二氧化碳：26％臭氧：8％；甲烷、一氧化二氮等：6％美國(guó)科學(xué)家提出：在太空安裝d=2000km的巨型反射鏡，面向太陽(yáng)，拒陽(yáng)光于數(shù)百萬(wàn)千米之外。英國(guó)科學(xué)家提出：用飛行器在地球大氣層上部拉開(kāi)一張巨型金屬網(wǎng)，阻擋陽(yáng)光直達(dá)地面設(shè)想效果：阻擋1％陽(yáng)光，使地球降溫。保護(hù)100km2土地。確立新的自然觀———20世紀(jì)人類最重要的發(fā)現(xiàn)之一介紹：人類自然觀的三個(gè)階段原始社會(huì)：視自然為神靈，人是自然的奴隸生產(chǎn)力提高，科技發(fā)展農(nóng)業(yè)社會(huì)工業(yè)社會(huì)認(rèn)識(shí)到人對(duì)自然的能動(dòng)作用人是自然的主人，改造自然，人定勝天人口激增，資源枯竭，環(huán)境惡化*新自然觀新自然觀：與自然共生、共榮、和諧發(fā)展。人歸根到底是自然的一部分，人的能力是自然力的一部分，人類的未來(lái)最終要取決于自然的未來(lái)。人既不能滿足于做自然的奴隸，也不能希求作為自然的主宰，而要關(guān)心、保護(hù)生態(tài)環(huán)境，與自然共生、共榮、和諧發(fā)展。以生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)為基礎(chǔ)的發(fā)展，不犧牲后代人發(fā)展條件的發(fā)展?？沙掷m(xù)發(fā)展戰(zhàn)略基本國(guó)策之一二、卡諾循環(huán)卡諾：SadiCarnot1796—1832法國(guó)青年工程師，具有科學(xué)家素質(zhì)。著眼點(diǎn)高，熱力學(xué)創(chuàng)始人之一?！盀榱俗钔暾匮芯坑蔁岬玫絼?dòng)力的道理，必須不依賴于任何特定機(jī)構(gòu)和任何特殊的工作物質(zhì)，必須使所進(jìn)行的討論不僅適合于蒸汽機(jī)，而且可以應(yīng)用于一切可以想象的熱機(jī)，不管它們用的什么物質(zhì)，也不管它們?nèi)绾蝿?dòng)作”PV0PV0是否最簡(jiǎn)單？1.研究循環(huán)過(guò)程的理想模型——卡諾循環(huán)思考：試設(shè)想最簡(jiǎn)單的循環(huán)模型要無(wú)窮多個(gè)熱源才能得以實(shí)現(xiàn)外形簡(jiǎn)單，實(shí)際上復(fù)雜特點(diǎn)簡(jiǎn)單：只需要兩個(gè)熱源重要：可以組成任何一種循環(huán)1）與兩個(gè)恒溫?zé)嵩唇粨Q能量2）不與其它熱源交換能量——兩個(gè)等溫過(guò)程——兩個(gè)絕熱過(guò)程高溫T1低溫T2高溫T1低溫T2Q1Q2A=Q1-Q2Q2A

Q1=A+Q2

卡諾循環(huán)過(guò)程：例如：正循環(huán)等溫過(guò)程：絕熱過(guò)程：pp等溫過(guò)程：絕熱過(guò)程：2)逆循環(huán)致冷系數(shù)注意對(duì)一切循環(huán)適用只對(duì)卡諾循環(huán)適用兩個(gè)循環(huán)過(guò)程：過(guò)程2：

1－2等溫、2－3′等體3′－4等壓、4－1絕熱過(guò)程1：

1－2等溫、2－3絕熱3－4等壓、4－1絕熱比較哪個(gè)過(guò)程熱機(jī)效率高。練習(xí)2.兩個(gè)過(guò)程吸熱（1－2）是一樣的，但循環(huán)面積不同，循環(huán)過(guò)程作功不同（Ａ1>Ａ

2），解答：將一臺(tái)家用電冰箱視為理想卡諾致冷機(jī)，放在求做一盤冰所需的功，所需時(shí)間，所要求的電功率各為多少？練習(xí)3.解：致冷系數(shù)三.實(shí)際技術(shù)中的典型循環(huán)壓縮比等體升壓兩個(gè)絕熱過(guò)程，兩個(gè)等體過(guò)程1.汽油機(jī)：奧托循環(huán)2.柴油機(jī)：狄