1、一一.循环过程循环过程系统的状态经历一系列的变化后又回到了原状态系统的状态经历一系列的变化后又回到了原状态循环过程循环过程准静态循环过程：在准静态循环过程：在pV 图上是一闭合曲线图上是一闭合曲线VpOA1蒸汽机：工质水蒸汽机：工质水锅炉锅炉冷却器冷却器汽缸汽缸泵泵Q1Q2 A2 8.4 循环过程循环过程 卡诺循环卡诺循环021AAA21QQA正循环正循环(P-V图沿顺时针方向进行图沿顺时针方向进行)逆循环逆循环(P-VP-V图沿逆时针方向进行图沿逆时针方向进行)（系统对外作功）（系统对外作功）21QAQQ1Q2abVpO021AAA（系统对外作负功）（系统对外作负功）正循环也称为热机循环正循
2、环也称为热机循环逆循环也称为致冷循环逆循环也称为致冷循环Q1Q2abVpOT1T2Q1A=Q1-Q2Q2T1T2-Q1A外外Q2二二.循环效率循环效率1212111QQQQQQAAQw2（正循环）热机效率：（正循环）热机效率：（逆循环）致冷系数：（逆循环）致冷系数：三三.卡诺循环卡诺循环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。是由两个等温过程和两个绝热过程组成。卡诺热机的效率卡诺热机的效率 1211lnVVRTQ4322lnVVRTQ121211TTQQpV1p2p3p4p1V2V3V4VabC d绝热线绝热线 等温线等温线 1Q吸热吸热 卡诺致冷机的致冷系数卡诺致冷机的致冷系数2
3、122122TTTQQQAQw2Q放热放热 例例1.1mol氦氦 气经图示的循环，其中气经图示的循环，其中p2=2p1,v2=2v1,求该的循环效率。求该的循环效率。解解1234P0VP1 P2V1 V2 气体经循环过程所做的净气体经循环过程所做的净功为图中过程功为图中过程 曲线所围面积，曲线所围面积，即即)(1212VVPPA所以,121222因为VVPP11VPA由图可见在循环过程由图可见在循环过程中中12 为等体升压过程为等体升压过程,系统从外界吸热系统从外界吸热23 为等为等 压膨胀过程压膨胀过程,系统系统 从外界吸热从外界吸热34 为等为等 体降压过程体降压过程,系统向外界放热系统向
4、外界放热45 为等压压缩过程为等压压缩过程,系统系统 向外界放热向外界放热整个循环整个循环 过程过程 吸收的总热量为吸收的总热量为2312QQQ其中其中)()(23231212TTCMMQTTCMMQpmolVmol氦气为单原子气体，自由度氦气为单原子气体，自由度 根据根据 理想气体状态方程理想气体状态方程,RCRCiPv25233RTMMPVmol得得111223VPQ11122223525VPVPVPQ)(此循环的效率为此循环的效率为%151321312QQAQA地球上的人要在月球上居住，首要问题就是保持他们的起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
5、虑用卡诺循环机来作温度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，设月球白昼温度为调节，设月球白昼温度为100，而夜间温度为，而夜间温度为 100，起居室温度要保持在起居室温度要保持在20，通过起居室墙壁导热的速率为，通过起居室墙壁导热的速率为每度温差每度温差0.5kW，白昼和夜间给卡诺机所供的功率。白昼和夜间给卡诺机所供的功率。解解例例2求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，从室内吸取热量内吸取热量Q2，放入室外热量放入室外热量Q12122TTTAQw22122TTTQwQA则则每秒钟从室内取走的热量为通过起居室墙
6、壁导进的热量，即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)(122TTCQW109.103222122122TTTCTTTQwQA在黑夜欲保持室内温度高，卡诺机工作于致冷机状态，从室在黑夜欲保持室内温度高，卡诺机工作于致冷机状态，从室外吸取热量外吸取热量Q1，放入室内热量放入室内热量Q21211TTTAQw1211TTTAQ)(1212TTCAQQ每秒钟放入室内的热量为通过起居室墙壁导进的热量，即每秒钟放入室内的热量为通过起居室墙壁导进的热量，即ATTTAATTT122121W106.24)(32212TTTCA解得解得此种用可逆循环即是所谓的冷暖双制空调的原理。此种用可逆循环即是所谓的冷暖双制空调的原理。循环效率循环效率1212111QQQQQQAAQw2（正循环）热机效率：（正循环）热机效率：（逆循环）致冷系数：（逆循环）致冷系数：
