1、2循环过程(cyclic process) 卡诺循环(Carnot cycle),蒸汽机的工作原理,热机特点：, 工作物质（汽态水、液态水）, 工作物质从外界吸热，增加内能，一部分对外作功,热量的形式放到一个温度较低的冷凝器里去。, 以上过程循环不已地进行,一 循环过程,1 热机(heat engine)的工作原理, 工作物质要回到原来状态，内能的另一部分以,2 定义：如果一系统从某一状态出发，经过任,意的一系列过程，最后又回到原来的状态，则称此一系列过程为循环过程。,3 循环及循环效率,规定：顺时针循环正循环,ABCDA,热机,逆时针循环逆循环,ADCBA,致冷机或热泵,正循环的特点：,从A
2、B C,体积膨胀 系统对外作功,C D A,体积压缩,系统对外作负功,整个循环过程对外作功,ABCDA,在数值上等于PV图上曲线ABCD所包围的面积,正循环特点系统对外作功,经过一个循环过程又回到A,U=0,系统对外作了功,根据能量守恒，能量从哪里来？,Q1Q2,A净=Q1Q2,循环效率：,不可避免要放掉一部分热量,1,4 逆循环和致冷机(refrigerator),制冷系数：,U2U1=0,Q1=A+ Q2,5 热泵(heat pump),热泵是将热量由低温物体传到高温物体的装置，,它的工作原理与致冷机相同。致冷机是让工作物质从低温物体处吸热，使低温物体的温度更低；而热泵是让工作物质向高温物
3、体放热，使高温物体的温度更高。,热泵工作过程：压缩机将,氨气或氟里昂进行压缩，使之变成高温高压的蒸汽，蒸汽被导入室内管道（冷凝器）中，氨蒸汽凝结成液体，同时放出热量使室内气流升温而供暖。液化后的氨经节流阀变成低温,低压的液体，被导入室外管道（蒸发器）中，液体从室外的空,气吸热而迅速蒸发，蒸发后的气体又回到压缩机中进行下一个循环。,如果上图中把压缩机的出口与室外管道相连，则此装置就可以用来给室内降温，这就是所谓的制冷空调，此时室内的管道就是蒸发器，而室外的管道就是冷凝器。,供热效率,在研究提高热机效率的过程中，法国工程师萨迪.卡诺提出一种理想热机循环，称为卡诺循环。该循环过程由两个准静态等温过程
4、和两个准静态绝热过程组成。,二 卡诺循环(Carnot cycle),萨迪.卡诺是法国青年工程师、热力学的创始人之一，是第一个把热和动力联系起来的人。 他出色地、创造性地用“理想实验”的思维方法，提出了最简单，但有重要理论意义的热机循环卡诺循环，并假定该循环在准静态条件下是可逆的，与工质无关，创造了一部理想的热机（卡诺热机）。卡诺的目标是揭示热产生动力的真正的、独立的过程和普遍的规律。1824年卡诺提出了对热机设计具有普遍指导意义的卡诺定理，指出提高热机效率的有效途径，被后人认为是热力学第二定律的先驱 。,准静态卡诺循环特点：由两个等温过程和两个绝热过程组成的循环过程,12等温膨胀过程,U=0, 23绝热过程, 34等温压缩过程,Q2, 41绝热压缩,整个循环中内能不变,A=Q1Q2,（23）,（41）,或,只适用于卡诺循环,说明： 卡仅由T1、T2决定,T1越大、T2越小,越高,卡诺热机是理想热机，其效率大于 其他热机效率.,例P156 例7.3 例7.4.,
