扬州大学：《工程热力学》课程教学资源（PPT课件，预习）5.2 卡诺循环及卡诺定律

工程热力学5.2卡诺循环与卡诺定理

5.2 卡诺循环与卡诺定理 工程热力学

5.2卡诺循环与卡诺定理热力学第二定律的实质就是讨论热力过程的方向性及能质退化的客观规律开尔文-浦朗克说法不可能制造只从一个热源取热使之完全变成机械能而不引起其他变化的循环发动机。高温热源与低温热源间，能量转换的效率？

5.2 卡诺循环与卡诺定理 热力学第二定律的实质就是讨论热力过程 的方向性及能质退化的客观规律。 开尔文-浦朗克说法 不可能制造只从一个热源取热使之完全变成机 械能而不引起其他变化的循环发动机。 高温热源与低温热源间，能量转换的效率？

5.2 卡诺循环与卡诺定理-卡诺循环一、热源7热源T理想过程4,91力a-tubn-92aDS冷源T2冷源72a-b：工质从热源可逆等温吸热b-c：工质定膨胀d-a：工质定炳压缩c-d：工质向冷源可逆等温放热

5.2 卡诺循环与卡诺定理 一、卡诺循环 a-b：工质从热源可逆等温吸热 b-c：工质定熵膨胀 c-d：工质向冷源可逆等温放热 d-a：工质定熵压缩 理 想 过 程

5.2卡诺循环与卡诺定理一、卡诺循环整个循环过程，工质从热源吸热1，向冷源放热q2，对外做功W1，外径对系统做功w2。热力学第一定律中oq=pow循环净功qq2-0循环效率o92q1q1如何直观判断效率呢？

5.2 卡诺循环与卡诺定理 一、卡诺循环 整个循环过程，工质从热源吸热q1，向冷源放热 q2，对外做功w1，外径对系统做功w2。 热力学第一定律 循环浄功 循环效率 如何直观判断效率呢？

5.2卡诺循环与卡诺定理一、卡诺循环T热源T14hSh-Saqi=Ti（sb-sa）=面积abefaT-tpq2—T2（se—sd）面积cdfecdSbSa=SeSdSdc92T2eSTte=1-T冷源T2如何提卡诺循环的热效率只取决于热源温度和冷源温度高效率卡诺循环的热效率总小于1当T=T，时，即只有一个热源，热效率为0卡诺循环的热效率与工质性质无关

5.2 卡诺循环与卡诺定理 一、卡诺循环 如何提 高效率 卡诺循环的热效率只取决于热源温度和冷源温度 卡诺循环的热效率总小于1 当T1=T2时，即只有一个热源，热效率为0 卡诺循环的热效率与工质性质无关

5.2卡诺循环与卡诺定理逆卡诺循环二热源T7热源TP理想过程9,91-Wo9,420冷源T2冷源T2c-b：工质定炳压缩a-d：工质定膨胀b-a：工质向热源可逆等温放热d-c：工质从冷源可逆等温吸热

5.2 卡诺循环与卡诺定理 二、逆卡诺循环 d-c：工质从冷源可逆等温吸热 c-b：工质定熵压缩 b-a：工质向热源可逆等温放热 a-d：工质定熵膨胀 理 想 过 程

5.2卡诺循环与卡诺定理二、逆卡诺循环整个循环过程，工质向热源放热1，从冷源吸热q2，从外界耗功W1，对外做功W2。逆卡诺循环用作制冷T2(se-Sd)9292El.CTi(sb-Sa)-T2(se-sd)woq1-q2SbSa-eSdT2制冷效率El.c7T-T2Tiq1q1逆卡诺循环用作供热E2.C-Ti-T2w0qi-92

5.2 卡诺循环与卡诺定理 整个循环过程，工质向热源放热q1，从冷源吸热 q2，从外界耗功w1，对外做功w2。 逆卡诺循环用作制冷 二、逆卡诺循环 制冷效率 逆卡诺循环用作供热

5.2卡诺循环与卡诺定理二、逆卡诺循环逆卡诺循环的性能系数只取决于热源温度和冷源温度T2El.e-T-T2逆卡诺循环的制冷系数可以大于、小于和等于1，供热系数总大于1一般T,>(T,-T），逆卡诺循环的制冷系数通道大于1逆卡诺循环可以用来制冷和供热，可以在同一设备中实现两种功能

5.2 卡诺循环与卡诺定理 逆卡诺循环的性能系数只取决于热源温度和冷源温度 逆卡诺循环的制冷系数可以大于、小于和等于1，供 热系数总大于1 一般T2>(T1 -T2 )，逆卡诺循环的制冷系数通道大于1 逆卡诺循环可以用来制冷和供热，可以在同一设备中 实现两种功能 二、逆卡诺循环

5.2卡诺循环与卡诺定理三、卡诺定理根据卡诺循环和逆卡诺循环的特性1.在同温热源与同温冷源间的一切不可逆循环其热效率必然小于可逆循环2.所有工作与同温热源和同温冷源间的一切可循环，其热效率都相等，与次用哪种工质无关卡诺定理

5.2 卡诺循环与卡诺定理 三、卡诺定理 2. 所有工作与同温热源和同温冷源间的一切可逆 循环，其热效率都相等，与次用哪种工质无关。 根据卡诺循环和逆卡诺循环的特性 卡 诺 定 理 √ 1. 在同温热源与同温冷源间的一切不可逆循环， 其热效率必然小于可逆循环

5.2卡诺循环与卡诺定理三、卡诺定理反证法证明卡诺定理假设有两部热机，其中A为不可逆热机，B为可逆热机两热机在相同的热源T和冷源T，之间工作。热源T9Wo可逆不可逆B热机热机Q2Q2热源T2

5.2 卡诺循环与卡诺定理 三、卡诺定理 反证法证明卡诺定理 可逆 热机 不可逆 热机 假设有两部热机，其中A为不可逆热机，B为可逆热机， 两热机在相同的热源T1和冷源T2之间工作