§
2-3
热力学第二定?/p>
2
?/p>
3
?/p>
1
、卡诺循?/p>
物质系统经历一系列的变化过程又回到初始状态,
这样的周而复始的变化?/p>
程为循环过程?/p>
简称循环?/p>
?/p>
P-V
图上?/p>
物质系统的循环过程用一个闭合的曲线
表示。经历一个循环,回到初始状态时,内能不变。利用物质系?/p>
(
称为工作?/p>
)
持续不断地把热转换为功的装置叫做热机?/p>
在循环过程中?/p>
使工作物从膨胀作功
以后的状态,
再回到初始状态,
周而复始进行下去,
并且必而使工作物在返回?/p>
始状态的过程中,外界压缩工作物所作的功少于工作物在膨胀时对外所做的功,
这样才能使工作物对外做功?/p>
获得低温装置的致冷机也是利用工作物的循环过程
来工作的,不过它的运行方向与热机中工作物的循环过程相反?/p>
卡诺循环是在两个温度恒定的热源之间工作的循环过程?/p>
我们来讨论由平衡
过程组成的卡诺循环,
工作物与温度?/p>
1
T
的高温热源接触是等温膨胀过程?/p>
同样?/p>
与温度为
2
T
的低温热源接触而放热是等温压缩过程?/p>
因为工作物只与两个热源交
换能量,
所以当工作物脱离两热源时所进行的过程,
必然是绝热的平衡过程?/p>
?/p>
?/p>
2-3-1
所示,
在理想气体卡诺循环的
P-V
图上?/p>
曲线
ab
?/p>
cd
表示温度?/p>
1
T
?
2
T
的两条等温线?/p>
曲线
bc
?/p>
da
是两条绝热线?/p>
我们先讨论以状?/p>
a
为始点,
?/p>
闭合曲线
abcda
所作的循环过程。在
abc
的膨胀过程中,气体对外做功
1
W
是曲
?/p>
abc
下面的面积,?/p>
cda
的压缩过程中,外界对气体做功
2
W
是曲?/p>
cda
下面
的面积。气体对外所做的净?/p>
)
(
2
1
W
W
W
?/p>
?/p>
就是闭合曲线
abcda
所围面积,?
体在等温膨胀过程
ab
中,从高温热源吸?
1
2
1
V
V
nRTIn
Q
?/p>
,气体在等温压缩过程
cd
中,向低温热源放?
4
3
2
2
V
V
In
nRT
Q
?/p>
。应用绝热方?/p>
1
3
2
1
2
1
?/p>
?/p>
?/p>
r
r
V
T
V
T
?