高二物理競賽循環(huán)過程課件

過程特征過程方程AΔEQ氣體摩爾熱容等體等壓等溫絕熱多方V=CA=0P=CT=CdE=0dQ=00引言：

系統經過一系列變化狀態(tài)過程后，又回到原來的狀態(tài)的過程叫熱力學循環(huán)過程.循環(huán)過程的提出是18世紀研究如何將熱轉換為功的問題上提出來的，表面上看，似乎等溫膨脹最理想。（)即從外界吸收熱全部變?yōu)楣?。這種想法如何呢？事實上說明這種辦法不行。AB1）氣缸長度是有限的，膨脹不可能無限制地進行下去。2）即使氣缸可以做得無限長，但當氣缸內壓強與外界一致時，膨脹也將停止。大量事實證明；要連續(xù)地把熱轉換為功只有利用循環(huán)過程。熱機---通過循環(huán)過程不斷把熱轉換為功的機器。恒溫體A

熱機發(fā)展簡介

1698年薩維利和1705年紐可門先后發(fā)明了蒸汽機，當時蒸汽機的效率極低.1765年瓦特進行了重大改進，大大提高了效率.人們一直在為提高熱機的效率而努力，從理論上研究熱機效率問題，一方面指明了提高效率的方向，另一方面也推動了熱學理論的發(fā)展.各種熱機的效率液體燃料火箭柴油機汽油機蒸汽機物質系統經歷一系列變化后又回到初始狀態(tài)的整個過程叫循環(huán)過程，簡稱循環(huán)。循環(huán)工作的物質稱為工作物質，簡稱工質。若循環(huán)的每一階段都是準靜態(tài)過程，則此循環(huán)可用p-V

圖上的一條閉合曲線表示。一、循環(huán)過程及其特征1、循環(huán)過程ABAB循環(huán)過程的特點：E=02、循環(huán)過程的分類沿順時針方向進行的循環(huán)稱為正循環(huán)(熱機的基本工作過程)。在正循環(huán)中，系統對外界作正功ABAB工質在整個循環(huán)過程中對外所作的功等于各個過程中功的代數和在P－V圖中，即為循環(huán)過程中曲線所圍的面積Sacbda沿反時針方向進行的循環(huán)稱為逆循環(huán)。制冷機的基本工作過程在逆循環(huán)中，外界對系統作功ABAB整個循環(huán)過程所吸收的凈熱量工質從外界吸收熱量的總和為放給外界的熱量總和為整個循環(huán)過程所吸收的凈熱量由熱一律：熱機:通過工質使熱量不斷轉換為功的機器。二、循環(huán)的效率熱機效率1、熱機(正循環(huán))的效率ABAB2、致冷機（逆循環(huán)）的致冷系數工質對外作負功致冷系數整個循環(huán)過程工質從外界吸收熱量的總和為Q2放給外界的熱量總和為Q1ABAB卡諾循環(huán)是由兩個準靜態(tài)等溫過程和兩個準靜態(tài)絕熱過程組成.三卡諾循環(huán)

AABCD

1824年法國的年青工程師卡諾提出一個工作在兩熱源之間的理想循環(huán)—卡諾循環(huán).給出了熱機效率的理論極限值;他還提出了著名的卡諾定理.低溫熱源高溫熱源卡諾熱機（1）AB：等溫膨脹。與溫度為T1的高溫熱源接觸，T1不變,體積由V1膨脹到V2分析：從熱源吸收熱量為:A(P1、V1、T1)B(P2、V2、T1)從高溫熱源吸收的熱量全部用來作功AABCD（2）BC：絕熱膨脹，體積由V2變到V3，吸熱為零。B(P2、V2、T1)B(P3、V3、T2)在此過程中，內能的減少全部用來作功AABCD（3）CD：等溫壓縮，與溫度為T2的低溫熱源接觸,T2不變，體積由V3壓縮到V4，向熱源放熱為:C(P3、V3、T2)D(P4、V4、T2)（4）DA：絕熱壓縮，體積由V4變到V1，放熱為零（5）總效果：從高溫熱源吸收熱量Q1，向低溫熱源放熱Q2，對外作凈功4、卡諾循環(huán)的效率由熱機效率的定義：對絕熱線BC和DA：AABCD說明：（1）完成一次卡諾循環(huán)必須有溫度一定的高溫和低溫熱源（2）卡諾循環(huán)的效率只與兩個熱源溫度有關（3）卡諾循環(huán)效率總小于1（4）在相同高溫熱源和低溫熱源之間的工作的一切熱機中，卡諾循環(huán)的效率最高。AABCD卡諾制冷機（卡諾逆循環(huán)）卡諾制冷機制冷系數高溫熱源低溫熱源卡諾制冷機致冷系數AABCD圖中兩卡諾循環(huán)嗎？討論五、幾種循環(huán)過程1、奧托循環(huán)（兩個等容過程和兩個絕熱過程）Q1Q2等容過程Q1＝E>02、等容絕熱等壓過程Q1＝E>0絕熱Q＝E＋A<0等容過程Q＝-E<04、等壓等容過程Q11Q12Q21Q22Q1＝Q11＋Q12Q2＝Q21＋Q223、等容等溫等壓過程Q11等溫Q12Q2Q1＝Q11＋Q125、Q1等溫Q2絕熱總結：各個過程的吸熱和放熱的情況等溫：等溫膨脹吸熱等溫壓縮放熱等壓：等壓膨脹吸熱等壓壓縮放熱等容：等容升壓吸熱等壓減壓放熱例11mol氧氣作如圖所示的循環(huán).求循環(huán)效率.解:Q1＝QabQ2＝|Qbc|+|Qca|QpVpV000等溫abc02VQQcaabbc2p0例2、一卡諾熱機，T1＝400K，T2＝300K，在一個循環(huán)過程中的凈功為A＝800J，現低溫不變，使高溫提高，循環(huán)一次A＝10000J，進行二次循環(huán)，又兩循環(huán)在相同的絕熱線之間求（1）第二次時，向低溫放的熱（2）第二次循環(huán)的效率s（3）二次循環(huán)高溫熱源的溫度