高二物理競(jìng)賽：循環(huán)過程卡諾循環(huán)課件

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系統(tǒng)從某一狀態(tài)出發(fā)，經(jīng)過一系列狀態(tài)變化過程以后，又回到原來出發(fā)時(shí)的狀態(tài)，這樣的過程叫做循環(huán)過程，簡(jiǎn)稱循環(huán).熱力學(xué)第一定律凈功特征ac總吸熱總放熱（取絕對(duì)值）2熱機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)介：1698年薩維利和1705年紐可門先后發(fā)明了蒸汽機(jī)，當(dāng)時(shí)蒸汽機(jī)的效率極低,1765年瓦特進(jìn)行了重大改進(jìn)，大大提高了效率.人們一直在為提高熱機(jī)的效率而努力，從理論上研究熱機(jī)效率問題，一方面指明了提高效率的方向，另一方面也推動(dòng)了熱學(xué)理論的發(fā)展.各種熱機(jī)的效率液體燃料火箭柴油機(jī)汽油機(jī)蒸汽機(jī)一熱機(jī)熱機(jī)的效率3熱機(jī)：通過工質(zhì)使熱量不斷轉(zhuǎn)換為功的機(jī)器.

工作物質(zhì)（工質(zhì)）：循環(huán)工作的物質(zhì)系統(tǒng)4熱機(jī)熱機(jī)的效率熱機(jī)效率高溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩礋釞C(jī)（正循環(huán)）ac5制冷系數(shù)制冷機(jī)（逆循環(huán)）制冷機(jī)高溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩碼c二制冷系數(shù)6三卡諾循環(huán)

低溫?zé)嵩锤邷責(zé)嵩纯ㄖZ熱機(jī)

1824年法國的青年工程師卡諾提出一個(gè)工作在兩熱源之間的理想循環(huán)—卡諾循環(huán).給出了熱機(jī)效率的理論極限值.

卡諾循環(huán)兩個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)等溫過程兩個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程組成123471234

理想氣體卡諾循環(huán)熱機(jī)效率的計(jì)算

1—2

等溫膨脹

2—3

絕熱膨脹

3—4

等溫壓縮

4—1

絕熱壓縮卡諾循環(huán)1—2等溫膨脹吸熱83—4等溫壓縮放熱12344—1絕熱壓縮2—3絕熱膨脹9

卡諾熱機(jī)效率1234

卡諾熱機(jī)效率與工作物質(zhì)無關(guān)，只與兩個(gè)熱源的溫度有關(guān)，兩熱源的溫差越大，則卡諾循環(huán)的效率越高.

101234高溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩纯ㄖZ制冷機(jī)

卡諾制冷機(jī)（卡諾逆循環(huán)）卡諾制冷機(jī)制冷系數(shù)11

圖中兩卡諾循環(huán)嗎？討論12

不可能制成一種循環(huán)動(dòng)作的熱機(jī)，它只從一個(gè)單一溫度的熱源吸取熱量，并使其全部變?yōu)橛杏霉?，而不引起其他變?這就是熱力學(xué)第二定律的開爾文表述.

第二定律的提出1

功熱轉(zhuǎn)換的條件第一定律無法說明.2

熱力學(xué)第一定律沒有闡述系統(tǒng)變化進(jìn)行的方向一開爾文表述13

等溫膨脹過程是從單一熱源吸熱作功，而不放出熱量給其它物體,但它不是循環(huán)過程.12

卡諾循環(huán)是循環(huán)過程，但需兩個(gè)熱源，且使外界發(fā)生變化.低溫?zé)嵩锤邷責(zé)嵩纯ㄖZ熱機(jī)123414

雖然卡諾制冷機(jī)能把熱量從低溫物體移至高溫物體，但需外界作功且使環(huán)境發(fā)生變化.熱量不可能自動(dòng)地由低溫物體傳向高溫物體.高溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩纯ㄖZ制冷機(jī)二克勞修斯表述123415

對(duì)于孤立系統(tǒng)，從非平衡態(tài)向平衡態(tài)過渡是自動(dòng)進(jìn)行的，這樣的過程叫自然過程.三自然過程的方向性功熱轉(zhuǎn)換的過程是有方向性的（單擺）熱傳導(dǎo)過程也具有方向性氣體向真空中絕熱自由膨脹的過程是有方向性的16

可逆過程

:如果存在一個(gè)逆過程，該逆過程能使系統(tǒng)和外界同時(shí)完全復(fù)原（即系統(tǒng)回到原來狀態(tài)，同時(shí)消除了原來過程對(duì)外界引起的一切影響），則原來的過程稱為可逆過程.

四可逆過程與不可逆過程17

非準(zhǔn)靜態(tài)過程為不可逆過程.

不可逆過程：在不引起其他變化的條件下，不能使逆過程重復(fù)正過程的每一狀態(tài)，或者雖能重復(fù)但必然會(huì)引