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卡诺循环

问题补充说明:卡诺循环在定温放热 定温吸热 绝热膨胀 绝热压缩 中的那个过程是对外做功的 可不可以把以上四个过程说成是 可逆定温放热 可逆定温吸热 可逆绝热膨胀 可逆绝热压缩

卡诺循环

卡诺循环是热力学中最理想的一种可逆循环。它以理想气体为工作物质,由两个等温过程和两个绝热过程所组成。这种循环过程是法国物理学家、工程师卡诺于1824年提出的。

(2)说明

①在整个循环过程中来自,理想气体经过一系列的状态变化以后,其内能不变,但要作功,并有热量交换。循环分为四个过程进行。在p-V图上用两条等温线和两条绝热线表示(如图)。图中曲线试杀乙按写念怀雨胜那都AB和CD是温度为T1和T2的两条等温线,曲线BC和DA是两条绝热线。我360问答们讨论按p-V图上顺时针方向沿封闭曲线ABCDA进行的循环。(这种循困根缺环叫做正循界工作物质作终约坚孔巴都似正循环的机器叫做热机,它是把热转变为功的一种机器。)

第一过程:A→B,等温膨胀,Q1=EB-EA+w1;

第二过程:B→C,绝热膨胀,O=Ec月农甚院-EB+W2;

第三过程:C→D等温压缩,-Q2=ED-EC-W3;

第四过程:D→A,绝热压缩,O=EA-ED-W4

把上面四式相加得Q1-Q2=W1+W2-W3-W4=W0

式中Q是从高温热源吸收的热量,Q2是向低温热源迫续我架花治种财内多放出的热量,W是理想气体(工作物质)对外所作的净功击,在数值上等于p-V图上封闭曲线所包围的面积。

Q1-Q2=W。

上式表示,理想气体经过一个正循环,从高温热源吸收的热量Q1,一部分用于对外作功,另一部分则向低温热源放出(如图)。即热量Q1不能全部转换为功W,转换为功的只是Q1-Q2。通常把热机的热效率表示为ηt=W/Q1=(Q1-Q2)/Q1=1-Q1/持老何比当纪音业历衣器Q2

由于Q2不可能等于零,所以热机热效率总是小于l,ηt常用百分比表示。

②卡诺从理论上进一步证明,在卡诺循环中,

等温膨胀时吸收的热量Ql=nRTl1nV2/千开得V1(1)

等温压缩时放出导为亲磁映队风块的热量Q2=nRT2lnV3/V4,(2)

由绝热方程式TVγ-1=常量,可得T1TV2γ-1=T2TV3γ-1(3)

T1TV1γ-1=T2TV4γ-1(4)

式中的T表示高温热源的绝对温度,T表示低温热源的绝对温度。

公式表明:一切热机要完成一程识氧色玉便零答面何次循环,都必须有高温和低座善温两个热源。热机的热效率只和两个热源的温度有关,和工作物质无关。两个热源的温差愈大,热效率愈高,也就是从热源所吸收的热量的利用率愈大。要提高热效率必须提高高温热源的温度,或降低低温热源的温度。一般采取前者。公式为人们指出了一条提高热机效脱判宽积攻克还甲速正率的途径。

③卡诺循环也可以按p-V图的逆时针方向沿封闭曲线ADCBA进行,这种循环,叫做逆循环。在这个逆循环中,外界必须对这个背算乎回降从低温热源吸取热量的宜长系统作功,只要将逆循环重复下去,就可以从低温热源中取出任意数量的热量。作逆循环的机器叫致冷机,它是利用外界作功获得低温的机器。