2.4卡诺定律.ppt

第四节 卡诺定理,卡诺定理(Carnot law),卡诺定理：,卡诺定理的意义：（1）引入了一个不等号，原则上解决了热机效率的极限值问题。（2）证实了热不能完全转化为功。因为T1/T2=0不可能。,1.在同一高温热源和同一低温热源之间工作的任意热机，卡诺机的效率最大，否则将违反热力学第二定律。,2.卡诺热机的效率只与两热源的温度有关，而与工作物质无关，否则也将违反热力学第二定律。,卡诺定理证明(1)：,证明：（反证法）,i,Q2W,Q2,r,Q2W,Q2,W,假设 i热机效率大于r,这个设计就相当于热从低温热源传到高温热源而没有发生其它变化 违背热力学第二定律,不成立,卡诺定理证明(2)：,证明：,B,Q2W,Q2,A,Q2W,Q2,W,假设B可逆热机效率大于A,这个设计就相当于热从低温热源传到高温热源而没有发生其它变化 违背热力学第二定律,不成立,（B带动A，A倒转）,卡诺定理证明(2)：,证明：,A,Q2W,Q2,B,Q2W,Q2,W,假设A可逆热机效率大于B,不成立,（带动，倒转）,显然，两个不等式同时成立的条件为A=B,卡诺定理结论：,1.任意可逆热机以理想气体为工作物质，,2.依据卡诺定理，r i 可得：,式中，不等号用于不可逆热机，等号用于可逆热机。,冷冻系数,如果将卡诺机倒开,就变成了致冷机。这时环境对体系做功W，体系从低温热源T1吸热Q1,而放给高温T2 热源Q2(Q2=Q1+W)的热量，将所吸的热Q1与所作的功W之比值称为冷冻系数，用 表示。,式中W表示环境对体系所作的功，Q1为从低温热源吸收的热。,冷冻机,Q,Q2Q1+W,W,再见！,