1系統經過一系列的變化之后又回到原來狀態–––

這一過程稱循環過程(簡稱循環)。§4循環過程和循環效率循環過程：特征：E=0Q=A1.正循環(熱機)PV0abcdT1Q1T2泵|A|氣缸Q222.熱機效率A一次循環對外作的凈功

T1

T2高溫低溫Q1AQ2熱機循環效率在一正循環中,系統從高溫熱源吸熱

Q1

向低溫熱源放熱33.逆循環(致冷機)逆循環是利用外界做功從低溫熱源吸熱，向高溫熱源放熱的機器。這樣的機器稱致冷機，如冰箱。4.致冷系數A一次循環對系統作的凈功Q2一次循環從低溫

熱源吸收的熱量4A高溫熱源低溫熱源Q2Q1(冷凍室)(周圍環境)散熱器冷凍室蒸發器節流閥儲液器壓縮機200C10atm3atm700C100CQ2Q1氟利昂家用電冰箱循環示意圖電冰箱的工作原理工質用較易液化的物資，如氨和氟里昂。氨氣在壓縮機內被急速壓縮，使其壓強增大，且溫度升高。進入散熱器（高溫熱源）后，由于向冷卻水（或周圍空氣）放熱而凝結為液態氨。液態氨經過節流閥的小孔通道后，降壓降溫并且部分汽化，再進入蒸發器。液態氨將從冷凍室（低溫熱源）中吸熱，使冷凍室溫度降低而自身全部蒸發為蒸汽。此氨蒸汽最后被吸入壓氣機進行下一個循環。基本物理原理：物體相變氣態液態，放熱液態氣態，吸熱5技術上的循環：奧托(Otto)循環0V0VVPabcde簡化后VVPbdecV00a1.吸氣

ab(等壓),2.壓縮

bc(絕熱),3.爆燃作功cd爆燃(等容),de作功(絕熱),4.

排氣eb(等容),

ba(等壓)。壓縮比：6奧托循環7奧托循環8奧托循環9奧托循環10奧托循環11奧托循環12奧托循環13奧托循環14奧托循環15奧托循環16奧托循環17奧托循環18奧托循環19奧托循環20空氣標準奧托循環理論上研究實際過程中的能量轉化關系時，總是用一定質量的空氣（理想氣體）進行的準靜態過程來代替實際的過程。(1)絕熱壓縮

ab,氣體從(V1,T1)狀態變化到(V2,T2)狀態;(2)等容吸熱(相當于點火爆燃過程)

bc,氣體從(V2,T2)狀態變化到(V2,T3)狀態;(3)絕熱膨脹(相當于氣體膨脹對外作功過程)

cd,氣體從(V2,T3)狀態變化到(V1,T4)狀態;(4)等容放熱da,氣體從(V1,T4)狀態回到(V1,T1)狀態。V1V2VPa(V1,T1)b(V2,T2)c(V2,T3)d(V1,T4)21空氣標準奧托循環V1V2VPabcdQ1Q2(1)絕熱壓縮

ab,氣體從(V1,T1)狀態變化到(V2,T2)狀態;(2)等容吸熱(相當于點火爆燃過程)

bc,氣體從(V2,T2)狀態變化到(V2,T3)狀態;(3)絕熱膨脹(相當于氣體膨脹對外作功過程)

cd,氣體從(V2,T3)狀態變化到(V1,T4)狀態;(4)等容放熱da,氣體從(V1,T4)狀態回到(V1,T1)狀態。22理想氣體等值過程和絕熱過程有關公式或或23例：圖示為理想氣體所經歷的循環過程。循環由兩等溫過程和兩個等體過程所組成，設分子自由度i及P1、P2、P3、P4為已知，求循環效率。解：Q1Q2dQ=dA,dA0,dQ0dQ=dE,dE0,dQ0P4P3P2P1P0V24Q1Q2Q3Q4P4P3P2P1P0V25例：某理想氣體作如圖示的循環，ab，cd為絕熱過程，bc為等壓過程，

da為等容過程，試證此循環的效率為0PVadcb證：bc等壓放熱過程da為等體吸熱過程Q2Q126

為了提高熱機的效率，1824年法國青年工程師卡諾設計了一種理想的循環機器，而且從理論上可以證明是效率最高的一種熱機。

17世紀末發明了巴本鍋和蒸汽泵，18世紀末瓦特完善了蒸汽機(增加了冷凝器，發明了活塞閥、飛輪、離心節速器等使其成為真正的動力。

蒸汽機的改善：擴大容量(很多人做)；

年輕的法國炮兵軍官卡諾探索如何用較少的燃料獲得較多的動力，以提高效率和經濟效益。

2.卡諾循環

(Carnotcycle)27

在英國，當瓦特蒸汽機掀起了第一次工業革命的風暴以后，科學家和技術人員對熱機的研究達到了空前的狂熱。但是，一般的熱學家和力學家都比較重視應用技術的研究。加之象瓦特、戴維這樣一些對熱力學做過一些開拓工作的人大都是在自學道路上成長起來的，不太擅長于運用數學和物理學的數理抽象方法進行研究，因此，熱力學的真正的理論基礎建立者，并不是他們，而是兼有理論科學才能與實驗科學才能的法國工程師薩迪·卡諾。卡諾

當時，法國的蒸汽機已增加到六十五臺。這個數字雖然并不大，但這使卡諾有可能對蒸汽機進行深入的研究。卡諾發現，從外國進口的蒸汽機尤其是英國制造的蒸汽機在性能方面遠遠超過法國產的蒸汽機。

卡諾采用一種抽象的數理分析方法，著重探討熱能與機械能的轉化。運用這種科學方法，卡諾提出了一種理想熱機理論，并以這種理想熱機理論為基礎，設想出一種理想熱機。28卡諾循環或者說，無摩擦情況下，由兩個等溫過程和兩個絕熱過程構成的循環.

在無摩擦情況下，一準靜態循環過程中,若系統只和高溫熱源(溫度T1),與低溫熱源(溫度T2)交換熱量,這樣的循環稱為卡諾循環。閉合條件:

1、4兩點在同一絕熱線上,

T1V1

－1=

T2V4－1

2、3兩點在同一絕熱線上,

T1V2

－1=

T2V3－1

兩式相比有

V2/V1=V3/V4,此稱閉合條件.29由兩等溫過程和兩絕熱過程組成。正向卡諾循環的效率推導指出了提高熱機效率的途徑。

在等溫過程中，理想氣體吸熱全部用于對外作功。

或外界對氣體作功全轉換為氣體放出的熱。30現代“標準火力發電廠”：卡諾循環的效率只與兩個熱源的溫度有關。T2愈低或T1愈高，卡諾循環的效率愈大。工程上一般采取提高高溫熱源溫度的方法。數據概念：31數據概念：

可見,低溫熱源的溫度T2越低,則致冷系數卡越小,致冷越困難.一般致冷機卡:27.若T1=293K(室溫),32兩種表述是等價的。證明I：若開爾文表述不成立，那么克勞修斯表述也不成立。開爾文表述不成立，(有一循環

k)將功

A

帶動一卡諾致冷機

C其復合機的總效果，違背了克勞修斯表述。反證法：Q1+Q2Q2c

T1

T2AkQ133

T1Q2Q2c

T2復合機Q1+Q2Q2c

T1

T2AkQ1