大学物理热力学基础问题。 P-V图怎么看。绝热线和等温线和卡诺循环怎么看?

作者&投稿:尤帜 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
[物理]热力学基础~

你说的是P-V图中吧。1。等温线:P*V为定值,所以等温线为反比例函数图线,当然不可能相交。2。绝热线:P*V的r次方为定值所以也是不会有交点的。3。假设有不止一个交点。相邻的两个交点A,B之间会出现一个封闭图形。从等温线看A到B发现系统吸热并完全转变为对外的攻,再从绝热线B到A外界对系统做功,这个回路的含义即是吸热做功,并不产生其他变化。与热二定律矛盾(:不可能从单一热源吸取热量,并将这热量变为功,而不产生其他影响。)

(1)(该句说的不清楚。)
(2)不能相交。不能相切。不能相交。不能相切。利用反证法,假设可以,在同一张p-v图上你可以找到第三条线(前一问为绝热线,后一问为等温线)与两条线均相交,即构成一个类似于卡洛循环的循环,其所围成的图形的面积即为该循环对外所做的功,又该循环只与单一热源接触,因而得出的结论与开尔文描述(热力学第二定律,即:不可能从单一热源吸热使之全部对外做功而不引起其他变化。)相违背。
(3)不矛盾。热机的效率不是100%,由热力学第二定律可知:由单一热源吸得的热不能全部转换为对外的功而不引起其他变化,卡洛循环(其效率<100%)完全符合条件。

卡诺循环是热力学中最理想的一种可逆循环。它以理想气体为工作物质,由两个等温过程和两个绝热过程所组成。这种循环过程是法国物理学家、工程师卡诺于1824年提出的。

(2)说明

①在整个循环过程中,理想气体经过一系列的状态变化以后,其内能不变,但要作功,并有热量交换。循环分为四个过程进行。在p-V图上用两条等温线和两条绝热线表示(如图)。图中曲线AB和CD是温度为T1和T2的两条等温线,曲线BC和DA是两条绝热线。我们讨论按p-V图上顺时针方向沿封闭曲线ABCDA进行的循环。(这种循环叫做正循界工作物质作正循环的机器叫做热机,它是把热转变为功的一种机器。)

第一过程:A→B,等温膨胀,Q1=EB-EA+w1;

第二过程:B→C,绝热膨胀,O=Ec-EB+W2;

第三过程:C→D等温压缩,-Q2=ED-EC-W3;

第四过程:D→A,绝热压缩,O=EA-ED-W4

把上面四式相加得 Q1-Q2=W1+W2-W3-W4=W0

式中Q是从高温热源吸收的热量,Q2是向低温热源放出的热量,W是理想气体(工作物质)对外所作的净功,在数值上等于p-V图上封闭曲线所包围的面积。

Q1-Q2=W。

上式表示,理想气体经过一个正循环,从高温热源吸收的热量Q1,一部分用于对外作功,另一部分则向低温热源放出(如图)。即热量Q1不能全部转换为功W,转换为功的只是Q1-Q2。通常把热机的热效率表示为ηt=W/ Q1=( Q1-Q2) / Q1=1- Q1/ Q2

由于Q2不可能等于零,所以热机热效率总是小于l,ηt常用百分比表示。

②卡诺从理论上进一步证明,在卡诺循环中,

等温膨胀时吸收的热量Ql=nRTl 1nV2/V1 (1)

等温压缩时放出的热量Q2=nRT2lnV3/V4, (2)

由绝热方程式TVγ-1=常量,可得T1 TV2γ-1= T2 TV3γ-1 (3)

T1 TV1γ-1= T2 TV4γ-1 (4)

式中的T表示高温热源的绝对温度,T表示低温热源的绝对温度。

公式表明:一切热机要完成一次循环,都必须有高温和低温两个热源。热机的热效率只和两个热源的温度有关,和工作物质无关。两个热源的温差愈大,热效率愈高,也就是从热源所吸收的热量的利用率愈大。要提高热效率必须提高高温热源的温度,或降低低温热源的温度。一般采取前者。公式为人们指出了一条提高热机效率的途径。

③卡诺循环也可以按p-V图的逆时针方向沿封闭曲线ADCBA进行,这种循环,叫做逆循环。在这个逆循环中,外界必须对这个从低温热源吸取热量的系统作功,只要将逆循环重复下去,就可以从低温热源中取出任意数量的热量。作逆循环的机器叫致冷机,它是利用外界作功获得低温的机器。
逆卡诺循环
它由两个等温过程和两个绝热过程组成。假设低温热源(即被冷却物体)的温度为T0,高温热源(即环境介质)的温度为Tk, 则工质的温度
在 吸热过程中为T0, 在放热过程中为Tk, 就是说在吸热和放热过程中工质与冷源及高温热源之间没有温差,即传热是在等温下进行的,压缩和膨胀过程是在没有任何损失情况下进行的。其循环过程为:
首先工质在T0下从冷源(即被冷却物体)吸取热量q0,并进行等温膨胀4-1,然后通过绝热压缩1-2,使其温度由T0升高至环境介质的温度Tk, 再在Tk下进行等温压缩2-3,并向环境介质(即高温热源)放出热量qk, 最后再进行绝热膨胀3-4,使其温度由Tk 降至T0即使工质回到初始状态4,从而完成一个循环。
对于逆卡诺循环来说,由图可知:

q0=T0(S1-S4)
qk=Tk(S2-S3)=Tk(S1-S4)
w0=qk-q0=Tk(S1-S4)-T0(S1-S4)=(Tk-T0)(S1-S4)
则逆卡诺循环制冷系数εk 为:
由上式可见,逆卡诺循环的制冷系数与工质的性质无关,只取决于冷源(即被冷却物体)的温度 T0 和热源(即环境介质)的温度 Tk;降低 Tk,提高 T0 ,均可提高制冷系数。此外,由热力学第二定律还可以证明:“在给定的冷源和热源温度范围内工作的逆循环,以逆卡诺循环的制冷系数为最高”。任何实际制冷循环的制冷系数都小于逆卡诺循环的制冷系数。
总上所述,理想制冷循环应为逆卡诺循环。而实际上逆卡诺循环是无法实现的,但它可以用作评价实际制冷循环完善程度的指标。通常将工作于相同温度间的实际制冷循环的制冷系数ε与逆卡诺循环制冷系数εk之比,称为该制冷机循环的热力完善度,用符号η表示。即: η=ε/εk
热力完善度是用来表示制冷机循环接近逆卡诺循环循环的程度。它也是制冷循环的一个技术经济指标,但它与制冷系数的意义不同,对于工作温度不同的制冷机循环无法按其制冷系数的大小来比较循环的经济性好坏,而只能根据循环的热力完善度的大小来判断。

等温线是PV=k.图像是反比例函数,而绝热是P与v的r方的积为常数,图像可用数学知识来得


物理热力学问题·
气体膨胀体积增大气体是对外界做功,对气体来说是外界对气体做负功。气体收缩体积减小是外界对气体做功,对气体来说是外界对气体做正功。你上面的说法都反了。把W的含义搞清楚后,再使用热力学方程才能顺利。否则永远别扭。△U=W+Q这个式子的正确理解是:外界对气体做的功和从外界吸收的热量之和等于气...

热力学的基础知识如何学习?
热力学是物理学的一个重要分支,主要研究能量转换和物质性质之间的关系。学习热力学的基础知识需要掌握以下几个方面:1.理解热力学的基本概念:热力学的基本概念包括系统、状态、过程、平衡态等。这些概念是理解热力学的基础,需要通过阅读教材和参考书籍来深入理解。2.学习热力学的基本定律:热力学的基本定...

高中物理热力学问题
(1)设子弹留在木块中后二者速度为v,落地时间为t 1\/2*g*t^2=h 得t=(2h\/g)^(1\/2)=0.4(s)v*t=s 得v=s\/t=4(m\/s)设射入之前子弹速度为v(0)则由动量守恒 M*v(0)=(M+m)*v 得v(0)=(M+m)*v\/M=4.02(m\/s)设热量为Q,能量守恒 1\/2*M*v(0)^2=1\/2*(M+m)v...

大学物理热力学基础知识点
热力学整章的重点在于理想气体动态方程、热力学两大定律在各种状态下的应用以及卡诺定理用来计算各种热机的效率。1、 开尔文温度和摄氏温度的换算。t=T-273.15 2、 平衡状态、准静态过程和非静态过程的区别。对于一个孤立系统而言,如果其宏观性质 经过充分长的时间后保持不变,即系统的状态参量不再随时...

热力学问题请高手来回答 ████████
第一个问题,没有对外界做功并且没有与外界交换热量,它的温度不可能变化,因为分子与分子之间的距离没变,也就是原子核外层的电子没有失去能量也没获得能量,它们永远保持在原来的轨道上.第二个问题,因为大气压从5突然变到了1个大气压,而-33度是在1个大气压下测定的....

物理热力学问题
哇啊啊!暑假物理一的最后一题!我第一小题也跟答案不一样呢……这样的回答会不会吓你一跳啊?别怕……我是好孩子……以后名字别取得那么好认额……我看到实在是吓了一跳啊……再看你的图片……不是世界真小……是我们真的很有缘……呼呼……好开心呐……不知道你看到是什么心情……期待ing...

热力学问题请教 ████████
分子间存在引力与斥力),非理想气体存在体积能,至于关系比较复杂,不是很记得公式了,自己查下吧。第一个问题的话,可以让气体在绝热过程不做功过程中(气体外面为真空),自由扩散使体积增大,则气体温度会下降。第二个的话,虽然绝热但氨气在喷出过程中会急速膨胀,有对外做功的,所以温度下降 ...

高中物理热力学问题help me
【1】.气体分子离很远(相比之下),所以不考率分子力.【2】.气体分子力都不考率,就更没有分子势能(由于分子力而据有的能)了。【】.有的题需考率气体分子间分子力出题时会注明。有的题里没注明但是涉及压缩气体做功(打气桶问题),这种问题易使人将其与分子间作用力联系在一起。但其实是因为...

大学物理 热力学的一个小问题 第一问的解答里的 伽马的1.4是怎么得出的...
双原子分子Cp\/CV=7\/5,单原子分子则是5\/3。满意请采纳!

普通物理学热学问题
将等式两边同时开n次方。原等式右端为某一常量,开n次方后仍为常量记为C1。即p^1\/n*V=C1, 当n趋于无穷大时,两边取极限,其中p^1\/n趋于1,即V=C1。注:n趋于无穷大只是个数学抽象,在物理世界中,一般认为并不存在数学上的无穷大,只是极其大而已。当n极其大时,原式中C是个极其大的值,...

揭阳市19246664417: 大学物理热力学基础问题.P - V图怎么看.绝热线和等温线和卡诺循环怎么看?P - V图怎么看.绝热线和等温线和卡诺循环怎么看? -
羽矩红源:[答案] 卡诺循环是热力学中最理想的一种可逆循环.它以理想气体为工作物质,由两个等温过程和两个绝热过程所组成.这种循环过... 其内能不变,但要作功,并有热量交换.循环分为四个过程进行.在p-V图上用两条等温线和两条绝热线表示(如图).图中曲线...

揭阳市19246664417: 大学物理:热学中的p - v图象是什么? -
羽矩红源: 是PV=NRT里面的PV吗? 若是的话,就是P(气体压强)与V(气体体积)之间的关系. 在N、R、T一定的情况下,两者成反比.p-v图象是反比曲线.

揭阳市19246664417: 30分,P - V图气体热力学问题1,在P - V(压强 - 体积)图中,曲线(或直线)和横轴所夹的面积等于什么?是气体对外所做的功么?还是吸收的热量?2,某气... -
羽矩红源:[答案] 1.功 2 (V2-V1)(P2+P1)/2 3 Q1 Q2分别代表卡诺热机的工作物质在某一恒温T1热源处吸收的热量和在另一恒温热源T2处放出的热量,冷机则反之 P-V是封闭图形的话,面积依然为气体对外做功,根据逆时针还是顺时针过程判断正负

揭阳市19246664417: 30分,高手进~P - V图气体热力学问题 -
羽矩红源: 1. 功 2 (V2-V1)(P2+P1)/2 3 Q1 Q2分别代表卡诺热机的工作物质在某一恒温T1热源处吸收的热量和在另一恒温热源T2处放出的热量,冷机则反之P-V是封闭图形的话,面积依然为气体对外做功,根据逆时针还是顺时针过程判断正负

揭阳市19246664417: 大学物理 用热力学第一定律和第二定律分别证明,在p - v图上一绝热线与一等温线不能有两个交点 谢谢 -
羽矩红源: 这种题很简单,但是要用反证法!假定在同一P-V图上有一条绝热线与一条等温线,而且有两个交点A、B.-----这两条线就构成一个循环过程!在这个循环过程中,系统只从一个热源吸热,且全部用来对外做功,而且对外界没有其它影响,所以,这样的循环过程违背热力学第二定律!所以,假定不成立!!

揭阳市19246664417: 在大学物理中的热力学p - v图中 如何判断Q>0还是Q<0放热还是吸热啊? -
羽矩红源: p-V图上看不出热量的变化2113,只能看出功的变化.热量要在S-T(温熵5261)图上看,看4102法和在p-V图上看功是一样的. ——1653———————————————— 答补充:回 你的问题不是很清楚,建议你把原题和原答图发上来.

揭阳市19246664417: [物理]热力学基础 -
羽矩红源: 你说的是P-V图中吧.1.等温线:P*V为定值,所以等温线为反比例函数图线,当然不可能相交.2.绝热线:P*V的r次方为定值所以也是不会有交点的.3.假设有不止一个交点.相邻的两个交点A,B之间会出现一个封闭图形.从等温线看A到B发现系统吸热并完全转变为对外的攻,再从绝热线B到A外界对系统做功,这个回路的含义即是吸热做功,并不产生其他变化.与热二定律矛盾(:不可能从单一热源吸取热量,并将这热量变为功,而不产生其他影响.)

揭阳市19246664417: 热力学的问题从P - V图中如何看是等温还是绝热?
羽矩红源: P_V图中,理想气体等温过程是一条双曲线(pV=常量),理想气体绝热过程pV^γ=常量(γ=1.4),因此绝热线更陡.如果只画一条,从图上看不出来是哪一过程的. 对于非理想气体或其它物质,无法简单判断.

揭阳市19246664417: 物理气体等温变化中,如何利用P - V图求气体对外界做功这么说要用积分吗 -
羽矩红源:[答案] 就是求p-V图中的曲线下面积 在面积比较简单的时候不用,在比较难的时候用积分

揭阳市19246664417: 热力学中的p - v图有要求温度保持不变吗?还有p - t图为什么会有虚线? -
羽矩红源:[答案] 1.没有要求温度不变,只是温度不变时,P-V图上是一条双曲线(成反比例)! 2.因为P不可能为0,所以有虚线!

本站内容来自于网友发表,不代表本站立场,仅表示其个人看法,不对其真实性、正确性、有效性作任何的担保
相关事宜请发邮件给我们
© 星空见康网