第六章 熱力學(xué)基本定律

1、第六章第六章 熱力學(xué)基本定律熱力學(xué)基本定律 主要內(nèi)容主要內(nèi)容( , )uf T vpEmgz2kf12Emc2、重力位能、重力位能：Ep ，單位為單位為 J 或或 kJkpEUEE2kpf12eueeucgz2fk21mcE 熱力系儲存能熱力系儲存能E內(nèi)動(dòng)能內(nèi)動(dòng)能-溫度溫度 uf（T，v）內(nèi)能內(nèi)能U、u(熱力學(xué)能熱力學(xué)能)內(nèi)位能內(nèi)位能-比體積比體積重力位能重力位能 Ep Ep mgz外儲存能外儲存能宏觀動(dòng)能宏觀動(dòng)能 Ek E U+Ek+Ep 或 eu+ek+ep 1. 熱量熱量 熱力系和外界之間僅僅由于熱力系和外界之間僅僅由于溫度不同溫度不同而通過邊界傳遞而通過邊界傳遞的能量稱為熱量。的能量稱

2、為熱量。l熱量是在熱傳遞中物體能量改變的量度熱量是在熱傳遞中物體能量改變的量度,為為過程量過程量。l熱量熱量: Q , 單位為單位為J或或kJ 。 l單位質(zhì)量工質(zhì)與外界交換的熱量用單位質(zhì)量工質(zhì)與外界交換的熱量用q 表示表示,J/kg或kJ/kg 。 l微元過程中熱力系與外界交換的微小熱量用微元過程中熱力系與外界交換的微小熱量用 Q 或或 q表示。表示。l熱量正負(fù)規(guī)定熱量正負(fù)規(guī)定: l熵熵: S , 單位為單位為J/K 或或 kJ/K 。l單位質(zhì)量工質(zhì)所具有的熵稱為單位質(zhì)量工質(zhì)所具有的熵稱為比熵比熵, 用用 s 表示表示, 單位為單位為 J/（kg K) 或或 kJ/（kg K） 。 sTqd2

3、1對微元可逆過程對微元可逆過程 : q Tds 或或 Q TdS d0s 0q， d0s 0q， d0s 0q，對可逆熱力過程對可逆熱力過程1-2:STQd21或或圖 T-s圖l在力差作用下在力差作用下,熱力系與外界發(fā)生的能量交熱力系與外界發(fā)生的能量交換就是功量。換就是功量。 l功量亦為過程量。功量亦為過程量。l有各種形式的功有各種形式的功,如電功、磁功、膨脹功、如電功、磁功、膨脹功、軸功等。工程熱力學(xué)主要研究兩種功量形式軸功等。工程熱力學(xué)主要研究兩種功量形式: 體積變化功體積變化功 軸功軸功熱力系對外作膨脹功熱力系對外作膨脹功熱力系對外作壓縮功熱力系對外作壓縮功 如圖所示如圖所示, 1kg的

4、氣體的氣體 ;可逆膨脹過程可逆膨脹過程 ; p，A，dx對于對于pdvpAdxw2121pdvwwmkg工質(zhì)工質(zhì)21pdVmwW圖2-2 體積變化功 示功圖示功圖示功圖示功圖21wpdv ws熱力系向外輸出軸功熱力系向外輸出軸功ws外界向熱力系輸入軸功外界向熱力系輸入軸功 l外界功源向其輸入軸功將外界功源向其輸入軸功將轉(zhuǎn)換成熱量而增加熱力系轉(zhuǎn)換成熱量而增加熱力系的熱力學(xué)能。的熱力學(xué)能。l剛性絕熱封閉熱力系不可剛性絕熱封閉熱力系不可能向外界輸出軸功能向外界輸出軸功 l熱力系可向外輸出軸熱力系可向外輸出軸功功, 如燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽如燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)等輪機(jī)等l熱力系可接受輸入的熱力系可接受輸入的軸功

5、軸功, 如風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)如風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī) 開口熱力系在運(yùn)行時(shí)，存在工質(zhì)的流入、流出，開口熱力系在運(yùn)行時(shí)，存在工質(zhì)的流入、流出，它們在經(jīng)過邊界時(shí)攜帶有一部分能量同時(shí)流過它們在經(jīng)過邊界時(shí)攜帶有一部分能量同時(shí)流過邊界，這類能量包括兩部分邊界，這類能量包括兩部分:l流動(dòng)工質(zhì)本身的儲存能流動(dòng)工質(zhì)本身的儲存能 E l流動(dòng)功和推動(dòng)功流動(dòng)功和推動(dòng)功Wf mgzmcUE2f21 如圖所示，已知如圖所示，已知dm，p，v，A 對對dm工質(zhì)工質(zhì): Wf pAdx pdV pvdm 對對1kg工質(zhì)工質(zhì) : 1kg工質(zhì)流入和流出控制體的凈流動(dòng)功為工質(zhì)流入和流出控制體的凈流動(dòng)功為 wf p2v2 p1v1 流動(dòng)功是一種特殊的

6、功，其數(shù)值取決于流動(dòng)功是一種特殊的功，其數(shù)值取決于控制體進(jìn)、出口界面上工質(zhì)的熱力狀態(tài)?？刂企w進(jìn)、出口界面上工質(zhì)的熱力狀態(tài)。 pvmWwdff推動(dòng)功的表達(dá)式推動(dòng)功的表達(dá)式推動(dòng)功推動(dòng)功（流動(dòng)功、推進(jìn)功）（流動(dòng)功、推進(jìn)功）pApVdx W推推 = p A dx = pV w推推= pv注意：注意： 不是不是 pdv v 沒有變化沒有變化對推動(dòng)功的說明對推動(dòng)功的說明1 1、與宏觀與宏觀流動(dòng)流動(dòng)有關(guān)，流動(dòng)停止，推有關(guān)，流動(dòng)停止，推動(dòng)動(dòng)功不存在功不存在2 2、作用過程中，工質(zhì)僅發(fā)生作用過程中，工質(zhì)僅發(fā)生位置位置變化，無狀態(tài)變化變化，無狀態(tài)變化3 3、并非工質(zhì)本身的能量（動(dòng)能、位能）變化引起，并非工質(zhì)本身的

7、能量（動(dòng)能、位能）變化引起， 而由外界做出，流動(dòng)工質(zhì)所而由外界做出，流動(dòng)工質(zhì)所攜帶的能量攜帶的能量可理解為：可理解為：由于工質(zhì)的進(jìn)出，外界與系統(tǒng)之由于工質(zhì)的進(jìn)出，外界與系統(tǒng)之間所傳遞的一種機(jī)械功，表現(xiàn)為流動(dòng)工質(zhì)進(jìn)間所傳遞的一種機(jī)械功，表現(xiàn)為流動(dòng)工質(zhì)進(jìn)出系統(tǒng)時(shí)所攜帶和所傳遞的一種能量出系統(tǒng)時(shí)所攜帶和所傳遞的一種能量 pVmgzmcU2f21pvgzcu2f21l令令 H U pV 焓焓(單位單位: J或或kJ ) 或或 h u pv 比焓比焓(單位單位: J/kg或或kJ/kg )l焓也是焓也是狀態(tài)參數(shù)狀態(tài)參數(shù),與工質(zhì)是否流動(dòng)無關(guān)。與工質(zhì)是否流動(dòng)無關(guān)。 對開口熱力系、流動(dòng)工質(zhì)，焓表示工質(zhì)在流動(dòng)過

8、程中攜帶對開口熱力系、流動(dòng)工質(zhì)，焓表示工質(zhì)在流動(dòng)過程中攜帶的由其熱力狀態(tài)決定的那部分能量；的由其熱力狀態(tài)決定的那部分能量； 對封閉熱力系，焓表示由熱力學(xué)能、壓力和比體積組成的對封閉熱力系，焓表示由熱力學(xué)能、壓力和比體積組成的一個(gè)復(fù)合狀態(tài)參數(shù)。一個(gè)復(fù)合狀態(tài)參數(shù)。l引入狀態(tài)參數(shù)焓后引入狀態(tài)參數(shù)焓后, 流動(dòng)工質(zhì)傳遞的總能量為流動(dòng)工質(zhì)傳遞的總能量為: 或或mgzmcH2f21gzch2f21l什么是第一類永動(dòng)機(jī)？與熱力學(xué)第一定律的關(guān)系？請查閱請查閱 Q=U+Wvpd21 W Q適用條件：適用條件： 1）任何工質(zhì)）任何工質(zhì) 2) 任何過程任何過程內(nèi)能及閉口內(nèi)能及閉口系熱一律表達(dá)式系熱一律表達(dá)式定義定義

9、dU = Q - W 內(nèi)能內(nèi)能U 狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù) Q = dU + WQ = U + W閉口系閉口系熱一律表達(dá)式熱一律表達(dá)式！兩種特例兩種特例 絕功系絕功系 Q = dU 絕熱系絕熱系 W = - dUdU = Q - W W Q dU 代表某微元過程中系統(tǒng)通過邊界代表某微元過程中系統(tǒng)通過邊界交換的微熱量與微功量兩者之差值，也交換的微熱量與微功量兩者之差值，也即系統(tǒng)內(nèi)部能量的變化。即系統(tǒng)內(nèi)部能量的變化。 U 代表儲存于系統(tǒng)代表儲存于系統(tǒng)內(nèi)部的能量內(nèi)部的能量 內(nèi)儲存能（內(nèi)儲存能（內(nèi)能、熱力學(xué)能）內(nèi)能、熱力學(xué)能） 75. 31245mUu 在在開口熱力系開口熱力系中，工質(zhì)的流動(dòng)狀況不中，工質(zhì)的流

10、動(dòng)狀況不隨時(shí)間而改變，即流道中任意截面上工質(zhì)隨時(shí)間而改變，即流道中任意截面上工質(zhì)的的狀態(tài)參數(shù)不隨時(shí)間改變狀態(tài)參數(shù)不隨時(shí)間改變. 單位時(shí)間內(nèi)熱力系與外界傳遞的熱量和功量不隨時(shí)單位時(shí)間內(nèi)熱力系與外界傳遞的熱量和功量不隨時(shí)間改變。間改變。 各流通截面工質(zhì)的質(zhì)量流量相等、且不隨時(shí)間而改各流通截面工質(zhì)的質(zhì)量流量相等、且不隨時(shí)間而改變。變。 12mmm1kg工質(zhì)進(jìn)入熱力系帶進(jìn)的能量工質(zhì)進(jìn)入熱力系帶進(jìn)的能量121f1121gzcue， 1kg工質(zhì)工質(zhì)流出熱力系帶出的能量流出熱力系帶出的能量222f2221gzcue， 又假定又假定1kg工質(zhì)流經(jīng)熱力系時(shí)從外界吸工質(zhì)流經(jīng)熱力系時(shí)從外界吸入的熱量為入的熱量為q，

11、通過熱力系對外界輸出，通過熱力系對外界輸出的軸功為的軸功為ws 02121s22222f211121f1wvpgzcuqvpgzcus1221f22f1221wzzgcchhq2fs1ddd2qhcg zw2fs12hcg zw 熱力過程中可被直接利用來做功的熱力過程中可被直接利用來做功的wt。對微元熱力過程對微元熱力過程s2ft21wzgcws2ftdd21wzgcw技術(shù)技術(shù)功功動(dòng)能動(dòng)能工程技術(shù)上可以直接利用工程技術(shù)上可以直接利用軸功軸功機(jī)械能機(jī)械能2f12sQHm cmg zW 2f12sqhcgzw 位能位能tWtwtQm hW tqhw tqhw wtqh（uw）（up2v2p1v1）

12、 即 wtw （p2v2 p1v1） 表明表明: 工質(zhì)穩(wěn)定流經(jīng)熱力設(shè)備時(shí)所作的技術(shù)功等于體積工質(zhì)穩(wěn)定流經(jīng)熱力設(shè)備時(shí)所作的技術(shù)功等于體積 變化功減去凈流動(dòng)功。變化功減去凈流動(dòng)功。tdqhw 2f12sqhcg zw l對于穩(wěn)定流動(dòng)的可逆過程對于穩(wěn)定流動(dòng)的可逆過程1-2上式中，上式中，v 恒為正值，負(fù)號表示技恒為正值，負(fù)號表示技術(shù)功的正負(fù)與術(shù)功的正負(fù)與dp相反，即：相反，即： wt 0 ，過程中壓力降低，對外，過程中壓力降低，對外做功；做功； wt 0 ，工質(zhì)的壓力增加，外界，工質(zhì)的壓力增加，外界對工質(zhì)做功。對工質(zhì)做功。212121211122tddddpvpvvpvpvpvpw21dqhv p

13、ddqhv p 2t1dwv p tqhw quw 2t12swcg zw t()tqhwupvw quw ()twpvw 1 12 2ddv pp vp vp vt1 12 2wwp vp vt()wwpv121ba12341 140a 230bs2t2/wgdzdcvdpw0sw2102vdpdcgdz2102dpdcdzgg三、穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的應(yīng)用 工程上工程上,對許多熱工設(shè)備的運(yùn)行對許多熱工設(shè)備的運(yùn)行,可利用簡化的穩(wěn)定流動(dòng)能可利用簡化的穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式分析它們的能量關(guān)系量方程式分析它們的能量關(guān)系。1. 動(dòng)力機(jī)械動(dòng)力機(jī)械 l動(dòng)力機(jī)械對外輸出的軸功等于工質(zhì)的焓降。 理論功率理論功率 2

14、. 泵與風(fēng)機(jī)泵與風(fēng)機(jī)l工質(zhì)流經(jīng)泵與風(fēng)機(jī)，消耗的軸功等于焓的增加。 21shhw)(21msmhhqwqP12shhwsqhw sqhw sqhw s0w 21qhhh 210qhhh 210qhhh 解：解：工質(zhì)的質(zhì)量流量為工質(zhì)的質(zhì)量流量為 （kg/s） 進(jìn)口比焓為進(jìn)口比焓為 （kJ/kg） 動(dòng)力機(jī)械輸出的理論功率為動(dòng)力機(jī)械輸出的理論功率為 （kW）0400. 03373. 0104534111fmvAcq6 .25583373. 048.68923261111vpuh5 .466 .13956 .255804. 0)(21mhhqP 解：解：汽輪機(jī)的工作屬于開口熱力系的穩(wěn)定流動(dòng)。汽輪機(jī)的工作

15、屬于開口熱力系的穩(wěn)定流動(dòng)。 （1）由開口熱力系的穩(wěn)定流動(dòng)能量方程得）由開口熱力系的穩(wěn)定流動(dòng)能量方程得 1133.9（kJ/kg）1221f22f12s21zzgcchhqw3322101281. 91050140214 .33869 .222615 75. 09 .1133105014021322s21f22f21kwcc01. 09 .1133101281. 93s12pwzzg3 . 19 .113315sqwq43sm1093. 69 .1133360010220wqP （1）本題的數(shù)據(jù)具有實(shí)際意義。從計(jì)算中可）本題的數(shù)據(jù)具有實(shí)際意義。從計(jì)算中可以看到，忽略蒸汽進(jìn)出口的動(dòng)能差、位能差以以

16、看到，忽略蒸汽進(jìn)出口的動(dòng)能差、位能差以及散熱損失，對輸出軸功的影響均小于及散熱損失，對輸出軸功的影響均小于2，因此在實(shí)際計(jì)算中可以忽略不計(jì)。這同時(shí)說明，因此在實(shí)際計(jì)算中可以忽略不計(jì)。這同時(shí)說明，類似汽輪機(jī)的葉輪機(jī)械可視為絕熱系統(tǒng)。類似汽輪機(jī)的葉輪機(jī)械可視為絕熱系統(tǒng)。 （2）計(jì)算中涉及蒸汽熱力性質(zhì)，題目不但給）計(jì)算中涉及蒸汽熱力性質(zhì)，題目不但給出了出了p1，t1和和p2，而且給出了，而且給出了h1和和h2。事實(shí)上，。事實(shí)上，如掌握了蒸汽熱力性質(zhì)后，給出如掌握了蒸汽熱力性質(zhì)后，給出h1和和h2就是多就是多余的，它們可以由余的，它們可以由p1，t1和和p2及熱力過程特點(diǎn)及熱力過程特點(diǎn)查圖、表解決。查

17、圖、表解決?？赡嫜h(huán)可逆循環(huán)不可逆循環(huán)不可逆循環(huán) 全部由全部由可逆過程可逆過程組成的循環(huán)組成的循環(huán)組成循環(huán)的全部過程不均為可逆過程組成循環(huán)的全部過程不均為可逆過程正向循環(huán)正向循環(huán)逆向循環(huán)逆向循環(huán)根據(jù)熱力循環(huán)所根據(jù)熱力循環(huán)所產(chǎn)生的不同效果產(chǎn)生的不同效果 可逆循環(huán)可逆循環(huán)可以表示在狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖可以表示在狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖上，且為一條上，且為一條封閉的曲線封閉的曲線。 將將熱能熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能機(jī)械能的循環(huán)稱為正向循環(huán)的循環(huán)稱為正向循環(huán),也稱也稱為為動(dòng)力循環(huán)動(dòng)力循環(huán)或或熱機(jī)循環(huán)熱機(jī)循環(huán) 。 一切一切熱力發(fā)動(dòng)機(jī)熱力發(fā)動(dòng)機(jī)都是按正向循環(huán)工作的。都是按正向循環(huán)工作的。 正向循環(huán)在正向循環(huán)在p-v圖上按順

18、時(shí)針方向進(jìn)行圖上按順時(shí)針方向進(jìn)行。設(shè)設(shè)1kg工質(zhì)在熱機(jī)中進(jìn)行一個(gè)正向循環(huán)工質(zhì)在熱機(jī)中進(jìn)行一個(gè)正向循環(huán)1234l1-2-3: 膨脹過程膨脹過程,作膨脹功作膨脹功123v3v113-4-1: 壓縮過程，作壓縮功壓縮過程，作壓縮功341v1v33工質(zhì)從高溫?zé)嵩垂べ|(zhì)從高溫?zé)嵩碩1吸熱吸熱q1，向，向T2放熱放熱q2210qqw 循環(huán)凈功循環(huán)凈功w0quw 0u 在正向循環(huán)中，所獲得的機(jī)械能與所付出的熱量在正向循環(huán)中，所獲得的機(jī)械能與所付出的熱量的比值稱為熱效率。的比值稱為熱效率。1212110t1qqqqqqw適用于適用于任何循環(huán)任何循環(huán) 消耗功是完成逆向循環(huán)的必要條件。消耗功是完成逆向循環(huán)的必要條件

19、。 逆向循環(huán)在逆向循環(huán)在p-v圖上按逆時(shí)針方向進(jìn)行圖上按逆時(shí)針方向進(jìn)行。設(shè)設(shè)1kg工質(zhì)在熱機(jī)中進(jìn)行一個(gè)逆向循環(huán)工質(zhì)在熱機(jī)中進(jìn)行一個(gè)逆向循環(huán)143211-4-3: 膨脹過程膨脹過程,作膨脹功作膨脹功143v3v113-2-1: 壓縮過程，作壓縮功壓縮過程，作壓縮功321v1v33工質(zhì)從低溫?zé)嵩垂べ|(zhì)從低溫?zé)嵩碩2吸熱吸熱q2，向，向T1放熱放熱q1210qqw或或 消耗凈功消耗凈功w0021wqq逆向循環(huán)中向高溫?zé)嵩捶懦瞿嫦蜓h(huán)中向高溫?zé)嵩捶懦龅臒崃?，來自于從低溫?zé)嵩吹臒崃浚瑏碜杂趶牡蜏責(zé)嵩吹奈鼰崃亢拖牡难h(huán)凈功的吸熱量和消耗的循環(huán)凈功 工作系數(shù)是所獲得的收益與所花費(fèi)的代價(jià)之比值，工作系數(shù)是所獲

20、得的收益與所花費(fèi)的代價(jià)之比值，用以衡量逆向循環(huán)的熱經(jīng)濟(jì)性用以衡量逆向循環(huán)的熱經(jīng)濟(jì)性 。21202qqqwq21101qqqwq 可能大于、等于或小于可能大于、等于或小于1，而而 總是大于總是大于1。l自發(fā)過程都是具有方向自發(fā)過程都是具有方向性的性的l 表述之間等價(jià)不是偶然，表述之間等價(jià)不是偶然，說明共同本質(zhì)說明共同本質(zhì)l若想逆向進(jìn)行，必付出若想逆向進(jìn)行，必付出代價(jià)代價(jià)l熱力學(xué)第二定律指出了能量在傳遞和轉(zhuǎn)換過程熱力學(xué)第二定律指出了能量在傳遞和轉(zhuǎn)換過程中有關(guān)傳遞中有關(guān)傳遞方向方向、轉(zhuǎn)化的、轉(zhuǎn)化的條件條件和和限度限度等問題。等問題。l針對不同的熱現(xiàn)象熱力學(xué)第二定律有不同的表針對不同的熱現(xiàn)象熱力學(xué)第二

21、定律有不同的表述，但其實(shí)質(zhì)等效述，但其實(shí)質(zhì)等效。1、克勞修斯（克勞修斯（Clausius）表述：不可能把熱量從）表述：不可能把熱量從低溫物體傳向高溫物體而不引起其它變化。低溫物體傳向高溫物體而不引起其它變化。開爾文普朗克（開爾文普朗克（KelvinPlank）表述）表述不可能從單一熱源取熱，并使之完全轉(zhuǎn)變?yōu)楣Χ徊豢赡軓膯我粺嵩慈?，并使之完全轉(zhuǎn)變?yōu)楣Χ划a(chǎn)生其它影響。產(chǎn)生其它影響。如制冷機(jī)或熱泵裝置的工如制冷機(jī)或熱泵裝置的工作需消耗能量進(jìn)行補(bǔ)償作需消耗能量進(jìn)行補(bǔ)償 從從熱功轉(zhuǎn)換過程熱功轉(zhuǎn)換過程來表述，來表述， “第二類永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)第二類永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)” 卡諾循環(huán)解決了在確卡諾循環(huán)解決了

22、在確定的工作條件下熱機(jī)定的工作條件下熱機(jī)的工作效率可能達(dá)到的工作效率可能達(dá)到的極限問題。的極限問題。 卡諾循環(huán)在卡諾循環(huán)在p-v圖圖和和T-s圖上的表示圖上的表示:a-b: 定溫可逆吸熱膨脹過程定溫可逆吸熱膨脹過程, 工質(zhì)從工質(zhì)從T1吸熱吸熱q1, 在在T1下由下由a 膨脹至膨脹至b,并對外界作膨功；并對外界作膨功；對對1kg工質(zhì)工質(zhì):b-c: 絕熱可逆膨脹過程絕熱可逆膨脹過程, 工質(zhì)由工質(zhì)由b膨脹至膨脹至c,由由T1 降至降至T2，并對外界作膨脹功；，并對外界作膨脹功；c-d: 定溫可逆放熱壓縮過程定溫可逆放熱壓縮過程, 工質(zhì)由工質(zhì)由c在在T2下向下向T2 放熱放熱q2被壓縮為被壓縮為d，外

23、界對工質(zhì)作壓縮功；，外界對工質(zhì)作壓縮功；d-a: 絕熱可逆壓縮過程絕熱可逆壓縮過程，工質(zhì)由，工質(zhì)由d經(jīng)可逆絕熱壓縮經(jīng)可逆絕熱壓縮 回到回到a，由，由T2升至升至T1，外界對工質(zhì)作壓縮功。，外界對工質(zhì)作壓縮功。恒溫恒溫?zé)嵩礋嵩春銣睾銣責(zé)嵩礋嵩从捎蒚-s圖圖由正向循環(huán)熱效率由正向循環(huán)熱效率ab11ssTqdc22ssTq2t11qq ab1dc212c11ssTssTqq過程過程b-c、d-a為定熵過程，故為定熵過程，故dcabssss12c1TT t,c只取決于只取決于恒溫恒溫?zé)嵩礋嵩碩1和和T2 而與工質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)；而與工質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)；2t,C11TT 卡諾循環(huán)熱機(jī)效率的說明 T1 t,c ,

24、 T2 c ，溫差越大，溫差越大， t,c越高越高 當(dāng)當(dāng)T1=T2， t,c = 0, 單熱源熱機(jī)不可能單熱源熱機(jī)不可能 T1 = K, T2 = 0 K, t,c 100%， 熱二律熱二律12c1TT0c112TTT 卡諾循環(huán)沿相反方向進(jìn)行，即為卡諾循環(huán)沿相反方向進(jìn)行，即為逆卡諾循環(huán)。逆卡諾循環(huán)。 逆卡諾循環(huán)的效果與卡諾循環(huán)的效果正好相反，逆卡諾循環(huán)的效果與卡諾循環(huán)的效果正好相反，工質(zhì)從低溫?zé)嵩次鼰峁べ|(zhì)從低溫?zé)嵩次鼰醧2，向高溫?zé)嵩捶艧嵯蚋邷責(zé)嵩捶艧醧1，并，并接受接受外界作功外界作功w0。 制冷系數(shù)制冷系數(shù)2c12TTT逆卡諾循環(huán)在逆卡諾循環(huán)在p-v圖圖和和T-s圖上的表示圖上的表示逆卡諾

25、循環(huán)是逆卡諾循環(huán)是制冷循環(huán)制冷循環(huán)和和熱泵循環(huán)熱泵循環(huán)的理想循環(huán)的理想循環(huán) 制冷系數(shù)制冷系數(shù):212dc2ab1dc2212c)()()(TTTssTssTssTqqq211dc2ab1ab1211c)()()(TTTssTssTssTqqq2c12TTT112TTT （1）逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)和制熱系數(shù)只取決于高溫?zé)幔┠婵ㄖZ循環(huán)的制冷系數(shù)和制熱系數(shù)只取決于高溫?zé)嵩礈囟仍礈囟萒1和低溫?zé)嵩礈囟群偷蜏責(zé)嵩礈囟萒2。且隨高溫?zé)嵩礈囟?。且隨高溫?zé)嵩礈囟萒1的降低的降低或低溫?zé)嵩礈囟然虻蜏責(zé)嵩礈囟萒2的提高而增大。的提高而增大。 （2）逆卡諾循環(huán)的制熱系數(shù)總是大于逆卡諾循環(huán)的制熱系數(shù)總是大于1，而其制

26、冷系，而其制冷系數(shù)可以大于數(shù)可以大于l、等于、等于1或小于或小于l。在一般情況下，由于。在一般情況下，由于T2（T1-T2），所以），所以制冷系數(shù)也是大于制冷系數(shù)也是大于1的的。l卡諾定律可表述為：卡諾定律可表述為： （1）在相同的高溫?zé)嵩春拖嗤牡蜏責(zé)嵩撮g工作的）在相同的高溫?zé)嵩春拖嗤牡蜏責(zé)嵩撮g工作的一切熱機(jī)，可逆熱機(jī)的熱效率最高。一切熱機(jī)，可逆熱機(jī)的熱效率最高。 （2）在相同的高溫?zé)嵩春拖嗤牡蜏責(zé)嵩撮g工作的）在相同的高溫?zé)嵩春拖嗤牡蜏責(zé)嵩撮g工作的一切可逆熱機(jī)，其熱效率相等。一切可逆熱機(jī)，其熱效率相等。 卡諾循環(huán)與卡諾定理在熱力學(xué)研究中的卡諾循環(huán)與卡諾定理在熱力學(xué)研究中的重要意義重要意義: 它解決了熱