循环过程 卡诺循环.pptx

正循环(P-V图沿顺时针方向进行)
逆循环(P-V图沿逆时针方向进行)
(系统对外作功)
Ⅰ
Ⅱ
Q1
Q2
a
b
V
p
O
(系统对外作负功)
正循环也称为热机循环
逆循环也称为致冷循环
·
·
Ⅰ
Ⅱ
Q1
Q2
a
b
V
p
O
·
·
T1
T2
Q1
A=Q1 - Q2
Q2
T1
T2
-Q1
A外
Q2
热机
制冷机
二. 循环效率
(正循环)热机效率:
(逆循环)致冷系数:
三. 卡诺循环
卡诺循环是由两个等温过程和两个绝热过程组成。
卡诺热机的效率
p
V
a
b
C
d
绝热线
等温线
吸热
卡诺致冷机的致冷系数
放热
例1.
1mol氦气经图示的循环,其中p2=2p1,v2=2v1,
求该的循环效率。
解
1
2
3
4
P
0
V
P1
P2
V1 V2
气体经循环过程所做的净
功为图中过程曲线所围面积,
即
由图可见在循环过程中
1→2 为等体升压过程, 系统从外界吸热
2→3 为等压膨胀过程, 系统从外界吸热
3→4 为等体降压过程, 系统向外界放热
4→5 为等压压缩过程, 系统向外界放热
整个循环过程吸收的总热量为
其中
氦气为单原子气体,自由度
根据理想气体状态方程
得
此循环的效率为
地球上的人要在月球上居住,首要问题就是保持他们的起居室处于一个舒适的温度,现考虑用卡诺循环机来作温度调节,设月球白昼温度为100 ℃,而夜间温度为100 ℃,
起居室温度要保持在20 ℃,,
白昼和夜间给卡诺机所供的功率。
解
例2
求
在白昼欲保持室内温度低,卡诺机工作于致冷机状态,从室内吸取热量Q2 , 放入室外热量Q1
则
每秒钟从室内取走的热量为通过起居室墙壁导进的热量,即
在黑夜欲保持室内温度高,卡诺机工作于致冷机状态,从室
外吸取热量Q1, 放入室内热量Q2
每秒钟放入室内的热量为通过起居室墙壁导进的热量,即
解得
此种用可逆循环即是所谓的冷暖双制空调的原理。
重点
循环效率
(正循环)热机效率:
(逆循环)致冷系数: