大学物理学（第二版）课件：热力学基础.ppt

⑴.定义：⑶.循环过程的特征：⑷.循环过程中的热一律：热力学系统经过一系列状态变化后，又回到初始状态的过程。⑵.循环过程的P-V图：气体对外作的净功9.5循环过程卡诺循环9.5.1循环过程⑸.循环类型：①P-V图顺时针循环：净功A0,称为正循环。以正循环工作的装置称为热机。热机的目的是将热转换为功。如火车的蒸汽机头。②P-V图逆时针循环：净功A0,称为逆循环。以逆循环工作的装置称为致冷机。致冷机的目的是改变温度（致冷、致热），不是将功转换为热（只是为了改变温度需要作功，而功最后也变成了热）。如电冰箱、空调。致冷机也可叫热泵——靠外界作功使热量由低温流向高温处的装置。热机:蒸汽机,汽油机,柴油机等.①常用%表示;②恒小于1;③Q为绝对值.9.5.2热机热机效率能够不断地把热量转化为功的装置，称为热机锅炉冷却器水泵气缸AQ1Q2蒸汽机工作简图工作物质：热机中被利用来吸收热量并对外做功的物质.致冷机:冰箱,冷气机,空调(热泵)等.①可大于1;②要使低温热源的温度越低，致冷系数越小，需要消耗的外功就越多.9.5.3致冷机致冷系数能够使热量不断的从高温热源传给低温热源的装置，称为致冷机冰箱循环示意图法国工程师卡诺提出一个工作在两热源之间的理想循环—卡诺循环.他还提出了著名的卡诺定理.卡诺循环是理想气体为工质由两个准静态等温过程和两个准静态绝热过程组成.低温热源高温热源卡诺热机9.5.4理想气体的卡诺循环AABCD⑴理想气体卡诺循环热机效率的计算A—B等温膨胀B—C绝热膨胀C—D等温压缩D—A绝热压缩卡诺循环A—B等温膨胀吸热AABCDAABCDC—D等温压缩放热D—A绝热过程B—C绝热过程卡诺热机效率卡诺热机效率与工作物质无关，只与两个热源的温度有关，两热源的温差越大，则卡诺循环的效率越高.AABCD⑵卡诺致冷机（卡诺逆循环）高温热源低温热源卡诺致冷机卡诺致冷机致冷系数abcdVVVPVV20314T12TQ2Q1A例1一台电冰箱放在室温为的房间里，冰箱储藏柜中的温度维持在.现每天有的热量自房间传入冰箱内,若要维持冰箱内温度不变,外界每天需作多少功,其功率为多少?设在至之间运转的致冷机(冰箱)的致冷系数,是卡诺致冷机致冷系数的55%.解由致冷机致冷系数得房间传入冰箱的热量热平衡时房间传入冰箱的热量热平衡时保持冰箱在至之间运转,每天需作功功率⑴.开尔文表述不可能制成一种循环动作的热机，它只从一个从单一热源吸取热量，并使之完全变成有用的功而不引起其他变化。另一表述：第二类永动机（从单一热源吸热并全部变为功的热机）是不可能实现的。9.6.1热力学第二定律9.6热力学第二定律①理解“不产生其影响”的含义W=Q1-Q2Q2Q1ET1T2T2T1Q2W=Q1-Q2T1W=QQE②单热源热机（第二类永动机）是不可能制成的③实际热机最少要有两个高低温热源（T1，T2），热机的效率?100%WQ2Q1ET1T2④表明了热功转化的不可逆性fv0鲁道夫·朱利叶斯·埃曼努埃尔·克劳修斯，德国物理学家和数学家，热力学的主要奠基人之一。他重新陈述了萨迪·卡诺的定律（又被称为卡诺循环），把热理论推至一个更真实更健全的基础。他最重要的论文于1850年发表，该论文是关于热的力学理论的，其中首次明确指出热力学第二定律的基本概念。他还于1855年引进了熵的概念。RudolfJuliusEmanuelClausius（1822－1888）系统通过绝热过程从一状态过渡到另一状态，做功只与始、末状态有关，而与具体的做功过程无关。所以存在一个由系统状态决定的物理量E，使得实验证明系统从A状态变化到B状态，可以采用做功和传热的方法，不管经过什么过程，只要始末状态确定，做功和传热之和保持不变.对理想气体