⑴ 卡諾循環熱效率公式是什麼
卡諾循環熱效率公式:ηc=1-T2/T1。
卡諾循環(Carnot cycle) 是只有兩個熱源(一個高溫熱源溫度T1和一個低溫熱源溫度T2)的簡單循環。由於工作物質只能與兩個熱源交換熱量,所以可逆的卡諾循環由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成。
卡諾循環是由法國工程師尼古拉·萊昂納爾·薩迪·卡諾於1824年提出的,以分析熱機的工作過程,卡諾循環包括四個步驟: 等溫吸熱,絕熱膨脹,等溫放熱,絕熱壓縮。
即理想氣體從狀態1(P1,V1,T1)等溫吸熱到狀態2(P2,V2,T2),再從狀態2絕熱膨脹到狀態3(P3,V3,T3),此後,從狀態3等溫放熱到狀態4(P4,V4,T4),最後從狀態4絕熱壓縮回到狀態1。這種由兩個等溫過程和兩個絕熱過程所構成的循環稱為卡諾循環。
⑵ 如何推導卡諾循環的效率公式
卡諾循環的效率ηc=1-T2/T1,由此可以看出,卡諾循環的效率只與兩個熱源的熱力學溫度有關,如果高溫熱源的溫度T1愈高,低溫熱源的溫度T2愈低,則卡諾循環的效率愈高。因為不能獲得T1→∞的高溫熱源或T2=0K(-273℃)的低溫熱源,所以,卡諾循環的效率必定小於1。
卡諾循環效率一致
可以證明,以任何工作物質作卡諾循環,其效率都一致;還可以證明,所有實際循環的效率都低於同樣條件下卡諾循環的效率,也就是說,如果高溫熱源和低溫熱源的溫度確定之後卡諾循環的效率是在它們之間工作的一切熱機的最高效率界限。
因此,提高熱機的效率,應努力提高高溫熱源的溫度和降低低溫熱源的溫度,低溫熱源通常是周圍環境,降低環境的溫度難度大、成本高,是不足取的辦法。現代熱電廠盡量提高水蒸氣的溫度,使用過熱蒸汽推動汽輪機,正是基於這個道理。
(2)卡諾循環熱量計算方法擴展閱讀:
卡諾循環包括四個步驟:等溫吸熱,在這個過程中系統從高溫熱源中吸收熱量; 絕熱膨脹,在這個過程中系統對環境作功,溫度降低; 等溫放熱,在這個過程中系統向環境中放出熱量,體積壓縮; 絕熱壓縮,系統恢復原來狀態,在等溫壓縮和絕熱壓縮過程中系統對環境作負功。
卡諾循環可以想像為是工作於兩個恆溫熱源之間的准靜態過程,其高溫熱源的溫度為T1,低溫熱源的溫度為T2。這一概念是1824年N.L.S.卡諾在對熱機的最大可能效率問題作理論研究時提出的。卡諾假設工作物質只與兩個恆溫熱源交換熱量,沒有散熱、漏氣、摩擦等損耗。
為使過程是准靜態過程,工作物質從高溫熱源吸熱應是無溫度差的等溫膨脹過程,同樣,向低溫熱源放熱應是等溫壓縮過程。因限制只與兩熱源交換熱量,脫離熱源後只能是絕熱過程。作卡諾循環的熱機叫做卡諾熱機。
⑶ 卡諾循環從高溫到低溫求熱量
就是一個積分
等溫膨脹,吸熱等於做功
W=積分(pdv)=積分((nRT1/v)dv)
=nRT1*ln(v2/v1),其中n是摩爾數,R是普適氣體常量
⑷ 卡諾循環熱效率公式及含義
公式:ηt=(T1一T2)/T1)
ηt——卡諾循環熱效率
T1——高溫熱源的溫度,K
T2——低溫熱源的溫度,K
⑸ 卡諾循環的相關公式
由兩個定溫過程和兩個絕熱過程(見熱力過程)所組成的可逆的熱力循環。卡諾循環是19世紀法國工程師S.卡諾提出的,因而得名。卡諾循環分正、逆兩種。在壓-容(p-V)圖和溫-熵(T-S)圖中(見圖), ɑ-b-c-d-ɑ為正卡諾循環,ɑ-b為可逆定溫吸熱過程,工質在溫度T1下從相同溫度的高溫熱源吸入熱量Q1;b-c為可逆絕熱過程,工質溫度自T1降為T2;c-d為可逆定溫放熱過程,工質在溫度T2下向相同溫度的低溫熱源排放熱量Q2;d-ɑ為可逆絕熱過程,工質溫度自T2升高到T1,完成一個可逆循環,對外作出凈功W。逆卡諾循環與上述正向循環反向,沿ɑ-d-c-b-ɑ方向,因而Q2是工質從低溫熱源吸入的熱量(通稱製冷量),Q1是工質排放給高溫熱源的熱量,W是完成逆向循環所需的外界輸入的凈功。
正卡諾循環的熱經濟指標用卡諾循環熱效率ηt表示,
逆卡諾循環的熱經濟指標用卡諾製冷系數ε表示或用卡諾供暖系數ε′表示
根據熱力學第二定律,在相同的高、低溫熱源溫度T1與T2之間工作的一切循環中,以卡諾循環的熱效率為最高,稱為卡諾定理。卡諾循環具有極為重要的理論和實際意義。雖然,完全按照卡諾循環工作的裝置是難以實現的,但是卡諾循環卻為提高各種循環熱效率指明了方向和給出了極限值。
⑹ 卡諾循環熱效率公式及含義
1、卡諾循環熱效率公式:ηc=1-T2/T1。
2、限制因素是熱量進入發動機的溫度以及發動機排放其廢熱的環境溫度,任何發動機在這兩個溫度之間工作,這個極限值被稱為卡諾循環效率。
卡諾循環
是只有兩個熱源(一個高溫熱源溫度T1和一個低溫熱源溫度T2)的簡單循環。由於工作物質只能與兩個熱源交換熱量,所以可逆的卡諾循環由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成。
熱力學第二定律對所有熱機的熱效率進行了基本的限制。即使是理想的無摩擦發動機也不能將其100%輸入熱量的任何地方轉換成工作。
(6)卡諾循環熱量計算方法擴展閱讀:
卡諾循環的效率原理:
通過熱力學相關定理我們可以得出,卡諾循環的效率ηc=1-T2/T1,由此可以看出,卡諾循環的效率只與兩個熱源的熱力學溫度有關,如果高溫熱源的溫度T1愈高,低溫熱源的溫度T2愈低,則卡諾循環的效率愈高。
因為不能獲得T1→∞的高溫熱源或T2=0K(-273℃)的低溫熱源,所以,卡諾循環的效率必定小於1。
參考資料來源:搜狗網路——卡諾循環效率
⑺ 卡諾循環熱機凈功量
卡諾循環熱機凈功量是1.1×10^5焦耳。根據查詢相關資料顯示,卡諾循環熱機凈功量按此方法計算。絕熱膨脹,系統也對外做正功,在接下來的等溫過程和絕熱過程中,系統是對外界做負功。
⑻ 卡諾循環!高手請進!
對於理想氣體可逆卡諾循環這是個基本問題。系統經歷一個循環,在兩個等溫過程中發生了吸熱或放熱。等溫過程的熱量Q=W=-nRTlnV2/V1,可以證明一個等溫過程中前後體積比與另一等溫過程前後體積比互為倒數(根據絕熱過程方程導出),從而T高者吸熱多,T低者放熱少。整個循環凈的吸熱必然以做功的方式返回給外界(循環後系統內能不變),必然要求膨脹過程對外做功大於壓縮過程外界對系統做功。
當然你也可以直接計算四個步驟每一步的做功,可以證明兩個膨脹過程對外做功之和大於兩個壓縮過程外界做功之和。
到這里為止與第二定律沒有關系,完全是第一定律的推論。然而由第二定律導出的卡諾定理表明可逆卡諾熱機效率僅與T1T2有關,與工質種類無關。從而前面由理想氣體導出的結論對任意物質都成立(當然具體數值會有所不同,但比例關系不變)。
如有不明歡迎追問。
⑼ 卡諾循環從高溫熱源吸收的熱量計算
在AB的等溫膨脹過程中,氣體的內能沒有改變,而氣體對外的功W等於氣體從溫度為T1的高溫熱源中吸收的熱量Q,即
W=Q=nRT1(自然對數V2/V1)
我查書才搞懂,應該是對的,不懂再問。
⑽ 如何計算發熱體傳遞到周圍空氣里的熱量
參考以下方法:
傳熱的三種方式:對流,導熱,熱輻射。房間空氣不流動的話對流散熱就很少了,主要是輻射和導熱兩種方式。室內的熱量可以直接通過窗戶玻璃輻射出去或輻射到牆體,另外一種方式就是導熱至牆體,然後再由牆體導熱至牆體外,最後與室外空氣對流換熱。
如果要計算空氣的吸熱量:
要知道空氣的比熱容,由於溫度變化,空氣的比熱容也有變化,在題目溫度范圍內,空氣比熱容C≈1000J/Kg℃,而空氣的密度也會隨溫度變化而變化,所以其密度ρ≈1.29Kg/m_。
所以吸收的熱量大致是:Q=cmΔt=cρVΔt≈1000J/Kg℃×1.29Kg/m_×10000m_×30℃=3.87×(10^8)J。
而換熱面積要根據換熱的方式以及傳熱效率來計算,卡諾循環的效率近似等於ΔT/T,所以高溫熱源的溫度很重要。