四步可逆循环过程构成: I等温可逆膨胀A→B Ⅱ绝热可逆膨胀B →C Ⅲ等温可逆压缩C →D V绝热可逆压缩D →A 设循环气体为1mo1理气 I等温可逆膨胀A→B A(TP1V1)→B(TP2V2) △U=0 体系高温T,吸热,向外做功,不消耗内能 QI-W-RTLn
1 四步可逆循环过程构成: Ⅰ 等温可逆膨胀 A → B Ⅱ 绝热可逆膨胀 B → C Ⅲ 等温可逆压缩 C → D Ⅳ 绝热可逆压缩 D → A 设循环气体为 1mol 理气 Ⅰ等温可逆膨胀 A → B A(T1 P1 V1)→B(T1 P2 V2) Q Ⅰ=W1 =RT1 Ln( 1 2 V V ) △U=0 体系高温 T1吸热,向外做功,不消耗内能
Ⅱ绝热可逆膨胀B→C B(T1P2V2)→C(T2P3V3) 绝热Qm=0 Wm=-△U=-Cv(T2-T1) 体系没有吸热,但向外做功W这一步是消耗 内能做功,所以由T降到低温T2 Ⅲ等温可逆压缩C→D C(T2P3V3)→D(T2P4V4) △U=0 低温T2放热 Q2-Wm-RT2Ln V
2 B(T1 P2 V2)→C(T2 P3 V3) Ⅲ 等温可逆压缩 C → D 绝热 QⅡ =0 WⅡ = -△U= - Cv(T2 - T1) Q2 =WⅢ=RT2 Ln( 3 4 V V ) Ⅱ绝热可逆膨胀 B → C 体系没有吸热,但向外做功 WⅡ这一步是消耗 内能做功,所以由 T1降到低温 T2 C(T2 P3 V3)→D(T2 P4 V4) △U=0 低温 T2放热
IV绝热可逆压缩:D→A D(T2P4Y4)→A(TPV1) Wv=-△U=C,(T1-T2) 不吸热,环境对体系做功,内能增加 绝热可逆过程ⅡV,符合绝热可逆方程 TIV2Y-TV3Y TIVIY-T2V4Y-
3 Ⅳ 绝热可逆压缩:D → A WⅣ= -△U =-Cv(T1 -T2) = RT1 Ln( 1 2 V V )+ RT2 Ln( 3 4 V V ) T1 V2 γ-1=T2 V3 γ-1 T1 V1 γ-1=T2 V4 γ-1 D(T2 P4 V4)→A(T1 P1 V1) 不吸热,环境对体系做功,内能增加 Wt = WⅠ+ WⅡ+ WⅢ+ WⅣ 绝热可逆过程ⅡⅣ,符合绝热可逆方程
若会号) Va T-Dn空) 4
4 2 1 T T =( 2 3 V V ) γ-1=( 1 4 V V ) γ-1 Wt = RT1 Ln( 1 2 V V )+ RT2 Ln( 3 4 V V ) 1 2 V V = 4 3 V V =R(T1 - T2 ) Ln( 1 2 V V )
Q吸Q=RTn(2) QarQ=-RTn(上) 、 Q:-Q:+9-R(T-T)in 《=RT-)n臣) 、 △U=Q-W=0Q=W=Q1+Q2 经卡诺循环后,内能不变,功和热相等
5 Q 吸=Q1 = RT1 Ln( 1 2 V V ) Q 放=Q2 = -RT2 Ln( 1 2 V V ) Qt = Q1 + Q2 = R(T1 - T2 ) Ln( 1 2 V V ) ΔUt = Qt - Wt =0 Wt = R(T1 - T2 ) Ln( 1 2 V V ) Qt =Wt = Q1 + Q2 经卡诺循环后,内能不变,功和热相等