5-4循环过程、卡诺循环循环过程、卡诺循环(Cycling process .CANOT cycle)循环过程循环过程-物质系统经历一系列变化又回到初始状态的周而物质系统经历一系列变化又回到初始状态的周而复始的过程。复始的过程。循环过程的提出是循环过程的提出是18世纪研究如何将热转换为功世纪研究如何将热转换为功的问题上提出来的的问题上提出来的.气缸长度是有限的，膨胀不可能无限制地气缸长度是有限的，膨胀不可能无限制地进行下去。进行下去。PV恒恒温温体体A一一. .热机热机通过循环过程不断把热通过循环过程不断把热转换为功的机器转换为功的机器O：锅炉，锅炉，B：气缸气缸C：冷凝器，冷凝器，D：水泵水泵构造：构造： 热机必须有热机必须有:工作物质、工作物质、高温热源（锅炉）、高温热源（锅炉）、低温热源（冷凝器）低温热源（冷凝器）AOBCD工作过程工作过程：热机热机:高温热源高温热源低温热源低温热源热机热机AVP高温热源高温热源低温热源低温热源热机热机AVP热机的效率：热机的效率：大量事实证明大量事实证明热机在循环过程中作净功热机在循环过程中作净功从高温热源吸收热量，通过系统对外作功其另一部从高温热源吸收热量，通过系统对外作功其另一部分放入低温热源的循环称为分放入低温热源的循环称为正循环正循环。二二.卡诺循环卡诺循环提出：提出：1828年法国青年工程师为研究如何提高热年法国青年工程师为研究如何提高热 机效率而提出的机效率而提出的一种理想热机。一种理想热机。高温热源高温热源T1低温热源低温热源T1cornotAVPA（P1V1T1）B（P2V2T1）C（P3V3T2）D（P4V4T2）Q1Q2效率：效率：效率：效率：a-b：等温膨胀吸热等温膨胀吸热c-d：等温压缩放热等温压缩放热VPa（P1V1T1）b（P2V2T1）d（P4V4T2）Q1Q2c（P3V3T2）-（1）(2)(3)结论结论: :1) 1) 循环的效率循环的效率 1B） （2）压缩过程（压缩过程（B-C;绝热压缩）绝热压缩）（3）柴油燃烧等压加热（）柴油燃烧等压加热（C-D) 绝热膨胀（绝热膨胀（D-E）对外做功对外做功 （4）等容放热排气）等容放热排气(E-B-A).狄塞尔循环狄塞尔循环奥托循环奥托循环 一定量的理想气体经历如图所示的循环过程，一定量的理想气体经历如图所示的循环过程，AB和和CD是等压过程，是等压过程，BC和和DA是绝热过程已知：是绝热过程已知：TC 300 K，TB 400 K 试求：此循环的效率试求：此循环的效率 解：解： Q1 = Cp,m(TBTA) Q2 = Cp,m(TCTD) Q1Q2根据绝热过程方程得到：根据绝热过程方程得到： TA / TB = TD / TC 一理想气体的循环过程如图所示由一理想气体的循环过程如图所示由1经绝热压缩到经绝热压缩到2，再等体加热，再等体加热到到3然后绝热膨胀到然后绝热膨胀到4，再等体放热到，再等体放热到1设设V1，V2，g g为已知，且循为已知，且循环的效率环的效率h hA/Q(式中式中W为循环过程气体对外作的净功，为循环过程气体对外作的净功，Q为循环中为循环中气体吸收的热量气体吸收的热量)，求证：此循环的效率，求证：此循环的效率 证：证： Q1Q2 Q1 =CV,m (T3T2) Q2 =CV,m (T4T1) 再由绝热过程方程得到再由绝热过程方程得到 O；电动压缩泵电动压缩泵 B：冷凝器冷凝器D蒸发器蒸发器C毛细管毛细管E工作物质工作物质：R-12（CCl2F2BD冰冰箱箱三三.致冷机致冷机-在外界作功的条件下，工作物质从低温热源吸收热在外界作功的条件下，工作物质从低温热源吸收热量传到高温热源去，使低温物体更低温的机器。量传到高温热源去，使低温物体更低温的机器。CO(现已不用，用无氟制冷剂现已不用，用无氟制冷剂）高温热源高温热源低温热源低温热源AVP致冷机是在外界作功的条件下从低温热源吸收致冷机是在外界作功的条件下从低温热源吸收热量传向高温热源热量传向高温热源。致冷机希望作功少，提取热量多。故定义致冷机希望作功少，提取热量多。故定义：致冷系数致冷系数高温热源高温热源低温热源低温热源cornotAVPa（P1V1T1）b（P2V2T1）d（P4V4T2）c（P3V3T2）Q2Q1若卡诺循环的作逆循环时则须外界是对系统作功若卡诺循环的作逆循环时则须外界是对系统作功. .其致泠系数其致泠系数:T2越小越小,致冷系数低致冷系数低.即低温热源的温度越低即低温热源的温度越低消耗的功就越多消耗的功就越多.