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卡诺循环热量计算方法

发布时间:2023-02-16 04:58:59

⑴ 卡诺循环热效率公式是什么

卡诺循环热效率公式:ηc=1-T2/T1。

卡诺循环(Carnot cycle) 是只有两个热源(一个高温热源温度T1和一个低温热源温度T2)的简单循环。由于工作物质只能与两个热源交换热量,所以可逆的卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。

卡诺循环是由法国工程师尼古拉·莱昂纳尔·萨迪·卡诺于1824年提出的,以分析热机的工作过程,卡诺循环包括四个步骤: 等温吸热,绝热膨胀,等温放热,绝热压缩。

即理想气体从状态1(P1,V1,T1)等温吸热到状态2(P2,V2,T2),再从状态2绝热膨胀到状态3(P3,V3,T3),此后,从状态3等温放热到状态4(P4,V4,T4),最后从状态4绝热压缩回到状态1。这种由两个等温过程和两个绝热过程所构成的循环称为卡诺循环。

如何推导卡诺循环的效率公式

卡诺循环的效率ηc=1-T2/T1,由此可以看出,卡诺循环的效率只与两个热源的热力学温度有关,如果高温热源的温度T1愈高,低温热源的温度T2愈低,则卡诺循环的效率愈高。因为不能获得T1→∞的高温热源或T2=0K(-273℃)的低温热源,所以,卡诺循环的效率必定小于1。

卡诺循环效率一致

可以证明,以任何工作物质作卡诺循环,其效率都一致;还可以证明,所有实际循环的效率都低于同样条件下卡诺循环的效率,也就是说,如果高温热源和低温热源的温度确定之后卡诺循环的效率是在它们之间工作的一切热机的最高效率界限。

因此,提高热机的效率,应努力提高高温热源的温度和降低低温热源的温度,低温热源通常是周围环境,降低环境的温度难度大、成本高,是不足取的办法。现代热电厂尽量提高水蒸气的温度,使用过热蒸汽推动汽轮机,正是基于这个道理。

(2)卡诺循环热量计算方法扩展阅读:

卡诺循环包括四个步骤:等温吸热,在这个过程中系统从高温热源中吸收热量; 绝热膨胀,在这个过程中系统对环境作功,温度降低; 等温放热,在这个过程中系统向环境中放出热量,体积压缩; 绝热压缩,系统恢复原来状态,在等温压缩和绝热压缩过程中系统对环境作负功。

卡诺循环可以想象为是工作于两个恒温热源之间的准静态过程,其高温热源的温度为T1,低温热源的温度为T2。这一概念是1824年N.L.S.卡诺在对热机的最大可能效率问题作理论研究时提出的。卡诺假设工作物质只与两个恒温热源交换热量,没有散热、漏气、摩擦等损耗。

为使过程是准静态过程,工作物质从高温热源吸热应是无温度差的等温膨胀过程,同样,向低温热源放热应是等温压缩过程。因限制只与两热源交换热量,脱离热源后只能是绝热过程。作卡诺循环的热机叫做卡诺热机。

⑶ 卡诺循环从高温到低温求热量

就是一个积分
等温膨胀,吸热等于做功
W=积分(pdv)=积分((nRT1/v)dv)
=nRT1*ln(v2/v1),其中n是摩尔数,R是普适气体常量

⑷ 卡诺循环热效率公式及含义

公式:ηt=(T1一T2)/T1)
ηt——卡诺循环热效率
T1——高温热源的温度,K
T2——低温热源的温度,K

⑸ 卡诺循环的相关公式

由两个定温过程和两个绝热过程(见热力过程)所组成的可逆的热力循环。卡诺循环是19世纪法国工程师S.卡诺提出的,因而得名。卡诺循环分正、逆两种。在压-容(p-V)图和温-熵(T-S)图中(见图), ɑ-b-c-d-ɑ为正卡诺循环,ɑ-b为可逆定温吸热过程,工质在温度T1下从相同温度的高温热源吸入热量Q1;b-c为可逆绝热过程,工质温度自T1降为T2;c-d为可逆定温放热过程,工质在温度T2下向相同温度的低温热源排放热量Q2;d-ɑ为可逆绝热过程,工质温度自T2升高到T1,完成一个可逆循环,对外作出净功W。逆卡诺循环与上述正向循环反向,沿ɑ-d-c-b-ɑ方向,因而Q2是工质从低温热源吸入的热量(通称制冷量),Q1是工质排放给高温热源的热量,W是完成逆向循环所需的外界输入的净功。
正卡诺循环的热经济指标用卡诺循环热效率ηt表示,

逆卡诺循环的热经济指标用卡诺制冷系数ε表示或用卡诺供暖系数ε′表示

根据热力学第二定律,在相同的高、低温热源温度T1与T2之间工作的一切循环中,以卡诺循环的热效率为最高,称为卡诺定理。卡诺循环具有极为重要的理论和实际意义。虽然,完全按照卡诺循环工作的装置是难以实现的,但是卡诺循环却为提高各种循环热效率指明了方向和给出了极限值。

⑹ 卡诺循环热效率公式及含义

1、卡诺循环热效率公式:ηc=1-T2/T1。
2、限制因素是热量进入发动机的温度以及发动机排放其废热的环境温度,任何发动机在这两个温度之间工作,这个极限值被称为卡诺循环效率。
卡诺循环
是只有两个热源(一个高温热源温度T1和一个低温热源温度T2)的简单循环。由于工作物质只能与两个热源交换热量,所以可逆的卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。
热力学第二定律对所有热机的热效率进行了基本的限制。即使是理想的无摩擦发动机也不能将其100%输入热量的任何地方转换成工作。

(6)卡诺循环热量计算方法扩展阅读:
卡诺循环的效率原理:
通过热力学相关定理我们可以得出,卡诺循环的效率ηc=1-T2/T1,由此可以看出,卡诺循环的效率只与两个热源的热力学温度有关,如果高温热源的温度T1愈高,低温热源的温度T2愈低,则卡诺循环的效率愈高。
因为不能获得T1→∞的高温热源或T2=0K(-273℃)的低温热源,所以,卡诺循环的效率必定小于1。
参考资料来源:搜狗网络——卡诺循环效率

⑺ 卡诺循环热机净功量

卡诺循环热机净功量是1.1×10^5焦耳。根据查询相关资料显示,卡诺循环热机净功量按此方法计算。绝热膨胀,系统也对外做正功,在接下来的等温过程和绝热过程中,系统是对外界做负功。

⑻ 卡诺循环!高手请进!

对于理想气体可逆卡诺循环这是个基本问题。系统经历一个循环,在两个等温过程中发生了吸热或放热。等温过程的热量Q=W=-nRTlnV2/V1,可以证明一个等温过程中前后体积比与另一等温过程前后体积比互为倒数(根据绝热过程方程导出),从而T高者吸热多,T低者放热少。整个循环净的吸热必然以做功的方式返回给外界(循环后系统内能不变),必然要求膨胀过程对外做功大于压缩过程外界对系统做功。

当然你也可以直接计算四个步骤每一步的做功,可以证明两个膨胀过程对外做功之和大于两个压缩过程外界做功之和。

到这里为止与第二定律没有关系,完全是第一定律的推论。然而由第二定律导出的卡诺定理表明可逆卡诺热机效率仅与T1T2有关,与工质种类无关。从而前面由理想气体导出的结论对任意物质都成立(当然具体数值会有所不同,但比例关系不变)。

如有不明欢迎追问。

⑼ 卡诺循环从高温热源吸收的热量计算

在AB的等温膨胀过程中,气体的内能没有改变,而气体对外的功W等于气体从温度为T1的高温热源中吸收的热量Q,即

W=Q=nRT1(自然对数V2/V1)

我查书才搞懂,应该是对的,不懂再问。

⑽ 如何计算发热体传递到周围空气里的热量

参考以下方法:
传热的三种方式:对流,导热,热辐射。房间空气不流动的话对流散热就很少了,主要是辐射和导热两种方式。室内的热量可以直接通过窗户玻璃辐射出去或辐射到墙体,另外一种方式就是导热至墙体,然后再由墙体导热至墙体外,最后与室外空气对流换热。
如果要计算空气的吸热量:
要知道空气的比热容,由于温度变化,空气的比热容也有变化,在题目温度范围内,空气比热容C≈1000J/Kg℃,而空气的密度也会随温度变化而变化,所以其密度ρ≈1.29Kg/m_。
所以吸收的热量大致是:Q=cmΔt=cρVΔt≈1000J/Kg℃×1.29Kg/m_×10000m_×30℃=3.87×(10^8)J。
而换热面积要根据换热的方式以及传热效率来计算,卡诺循环的效率近似等于ΔT/T,所以高温热源的温度很重要。

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