大學物理之熱力學第一定律-資料下載頁
2025-06-21 08:36本頁面
【正文】 ? 21942 熱機和制冷機 工作物質： 在熱機中被用來吸收熱量、并對外做功的物質 。 熱機效率： 在一次循環(huán)過程中，工作物質對外作的凈功與它從高溫熱源吸收的熱量之比 。 1211QWη ???致冷過程： 外界作功 W，系統(tǒng)吸熱 Q2，放熱 Q1。 12 W ???致冷系數： 2122QWQe???制冷系數：制冷機從低溫熱源吸取的熱量與外界做功之比。 943 卡諾循環(huán)及其效率 1824年，法國青年科學家卡諾（ 1796 1832）提出一種理想熱機，工作物質只與兩個恒定熱源（一個高溫熱源，一個低溫熱源）交換熱量。整個循環(huán)過程是由兩個絕熱過程和兩個等溫過程構成，這樣的循環(huán)過程稱為 卡諾循環(huán) 。 1?2：與溫度為 T1的高溫熱源接觸， T1不變， 體積由 V1膨脹到 V2，從熱源吸收熱量為 : 1211 ln VVRTMmQ ?2?3：絕熱膨脹，體積由 V2變到 V3，吸熱為零。 pV432V1V1o21Q2Q3V4V1T2T3?4：與溫度為 T2的低溫熱源接觸 ,T2不變，體積由 V3壓縮到 V4，從熱源放熱為 : 4322 ln VVRTMmQ ?4?1：絕熱壓縮，體積由 V4變到 V1，吸熱為零。 pV432V1V1o21Q2Q3V4V1T2T1211 ln VVRTMmQ ?4322 ln VVRTMmQ ?1243 VVVV ?12143212121 11VVlnTVVlnTQ???????對絕熱線 23和 41： 132121 ?? ? ?? VTVT121TT??卡諾?142111 ?? ? ?? VTVT說明： 121TT??卡諾?（ 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 卡諾致冷機： 卡諾致冷系數： 212212eTTTQ????理想氣體卡諾循環(huán)過程的兩條絕熱線下的面積大小 (圖中陰影部分 )分別為 S1和 S2，則二者的大小關系是： V pS1S2O例 : 1mol氧氣作如圖所示的循環(huán) .求循環(huán)效率 . 解 : )( bcVbc TTCMmQ ??)( abpab TTCMmQ ??002ln VVRTMmQcca ?)(ln)(abpccbVTTCMmRTMmTTCMm???????21112?%.ln)(ln)( 71822222221 ?????????iTTCRTTTCccpcccVQ p V p V 0 0 0 等 溫 a b c 0 2V Q Q ca ab bc 2p0 例 ?102 kg氧氣作 ABCD循環(huán)過程。 A?B和 C?D都為等溫過程，設 T1 = 300 K， T2 = 200 K， V2 = 2V1。 求循環(huán)效率。 D A B C T1=300K T2=200K V2 V1 V p 解： 121 ln VVRTMmWQABAB ??)(25 12 TTRMmEQ BCBC ????吸熱 放熱 212 ln VVRTMmWQCDCD ??DADA EΔQ ?吸熱 放熱 )(25 21 TTRMm ??DAABCDABWWQWη????1)(25lnlnln21121212121TTVVTVVTVVT????%15?D A B C T1=300K T2=200K V2 V1 V p
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