纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽机的效率极低课件.ppt

10 - 3 10 - 3 循环过程循环过程第十章第十章 热力学基础热力学基础 热机发展简介热机发展简介 1698 年萨维利和年萨维利和 1705 年纽可门先后发明了蒸汽年纽可门先后发明了蒸汽机，当时蒸汽机的效率极低机，当时蒸汽机的效率极低 . 1765 年瓦特进行了重年瓦特进行了重大改进，大大提高了效率大改进，大大提高了效率 . 人们一直在为提高热机人们一直在为提高热机的效率而努力，从理论上研究热机效率问题，的效率而努力，从理论上研究热机效率问题， 一方一方面指明了提高效率的方向，面指明了提高效率的方向， 另一方面也推动了热学另一方面也推动了热学理论的发展理论的发展 .各种热机的效率各种热机的效率液体燃料火箭液体燃料火箭柴油机柴油机汽油机汽油机蒸汽机蒸汽机1纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽机的效率极低机的效率极低10 - 3 10 - 3 循环过程循环过程第十章第十章 热力学基础热力学基础热机热机：持续地将热量转变为功的机器：持续地将热量转变为功的机器 . 工作物质工作物质（工质）：热机中被利用来吸收热量（工质）：热机中被利用来吸收热量并对外做功的物质并对外做功的物质 .2纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽机的效率极低机的效率极低10 - 3 10 - 3 循环过程循环过程第十章第十章 热力学基础热力学基础冰箱循环示意图冰箱循环示意图3纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽机的效率极低机的效率极低10 - 3 10 - 3 循环过程循环过程第十章第十章 热力学基础热力学基础 系统经过一系列变化状态过程后，又系统经过一系列变化状态过程后，又回到原来回到原来的的状态的过程叫热力学循环过程状态的过程叫热力学循环过程 .热力学第一定律热力学第一定律净功净功特征特征一一 循环过程循环过程ac总吸热总吸热总放热总放热（（取取绝对值绝对值））4纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽机的效率极低机的效率极低10 - 3 10 - 3 循环过程循环过程第十章第十章 热力学基础热力学基础热机热机热机效率和制冷机的制冷系数热机效率和制冷机的制冷系数热机效率热机效率高温热源高温热源低温热源低温热源热机（正循环）热机（正循环）ac5纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽机的效率极低机的效率极低10 - 3 10 - 3 循环过程循环过程第十章第十章 热力学基础热力学基础制冷机制冷系数制冷机制冷系数制冷机（制冷机（逆逆循环）循环）制冷机制冷机高温热源高温热源低温热源低温热源ab6纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽机的效率极低机的效率极低10 - 3 10 - 3 循环过程循环过程第十章第十章 热力学基础热力学基础1423 例例 1 1 mol 氦气经过如图所示的循环过程，其氦气经过如图所示的循环过程，其中中 , 求求1—2、2—3、3—4、4—1各过程中气体吸收的热量和热机的效率各过程中气体吸收的热量和热机的效率 .解解 由理想气体物态方程得由理想气体物态方程得7纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽机的效率极低机的效率极低10 - 3 10 - 3 循环过程循环过程第十章第十章 热力学基础热力学基础14238纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽机的效率极低机的效率极低10 - 3 10 - 3 循环过程循环过程第十章第十章 热力学基础热力学基础 卡诺卡诺循环是由两个准静态等温过程和两个准静循环是由两个准静态等温过程和两个准静态绝热过程组成态绝热过程组成 .二二 卡诺循环卡诺循环 低温热源低温热源高温热源高温热源卡诺热机卡诺热机WABCD 1824 年法国的年青工程师卡诺提出一个工作在年法国的年青工程师卡诺提出一个工作在两两热源之间的热源之间的理想理想循环循环—卡诺循环卡诺循环 . 给出了热机效给出了热机效率的理论极限值；他还提出了著名的卡诺定理率的理论极限值；他还提出了著名的卡诺定理 .9纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽机的效率极低机的效率极低10 - 3 10 - 3 循环过程循环过程第十章第十章 热力学基础热力学基础WABCD 理想气体卡诺循环热机效率的计算理想气体卡诺循环热机效率的计算 A — B 等温膨胀等温膨胀 B — C 绝热膨胀绝热膨胀 C — D 等温压缩等温压缩 D — A 绝热压缩绝热压缩卡诺循环卡诺循环A — B 等温膨胀吸热等温膨胀吸热10纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽机的效率极低机的效率极低10 - 3 10 - 3 循环过程循环过程第十章第十章 热力学基础热力学基础C — D 等温压缩放热等温压缩放热WABCD D — A 绝热过程绝热过程B — C 绝热过程绝热过程 11纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽机的效率极低机的效率极低10 - 3 10 - 3 循环过程循环过程第十章第十章 热力学基础热力学基础 卡诺热机效率卡诺热机效率WABCD 卡诺热机效率与工作卡诺热机效率与工作物质无关，只与两个热源物质无关，只与两个热源的温度有关，两热源的温的温度有关，两热源的温差越大，则卡诺循环的效差越大，则卡诺循环的效率越高率越高 . 12纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽机的效率极低机的效率极低10 - 3 10 - 3 循环过程循环过程第十章第十章 热力学基础热力学基础WABCD高温热源高温热源低温热源低温热源卡诺致冷机卡诺致冷机 卡诺致冷机（卡诺逆循环）卡诺致冷机（卡诺逆循环）卡诺致冷机卡诺致冷机致冷致冷系数系数13纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽机的效率极低机的效率极低10 - 3 10 - 3 循环过程循环过程第十章第十章 热力学基础热力学基础 图中两卡诺循环图中两卡诺循环 吗吗 ？？讨讨 论论14纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽机的效率极低机的效率极低10 - 3 10 - 3 循环过程循环过程第十章第十章 热力学基础热力学基础解：解：得得 例例2 一卡诺循环一卡诺循环 ，其工质为理想气体，，其工质为理想气体，热源温度热源温度 ，冷凝器温度，冷凝器温度 ，如图示。

如图示如果维持冷凝器温度不变，提高热源温度到如果维持冷凝器温度不变，提高热源温度到 ，使循，使循环的净功环的净功 增加为增加为 的两倍试求：的两倍试求：（（1）） 循环的热源温度循环的热源温度 ；；（（2）） 循环的效率循环的效率15纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽机的效率极低机的效率极低10 - 3 10 - 3 循环过程循环过程第十章第十章 热力学基础热力学基础同理同理因因 、、16纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽纽可门先后发明了蒸汽机当时蒸汽机的效率极低机的效率极低。