当前课程知识点：工程热力学（上） > 第4章 热力学第二定律 > 4-2 卡诺定理与卡诺循环 > Video 4-2（3）应用举例
介绍了卡诺定理
我们利用卡诺定理 卡诺循环 来解决一些实际的问题
比如说 右侧这个示意图
热源温度 冷源温度 中间有一个热机
它从热源吸收的热量 告诉你了
对外做的功 也告诉你了
放给冷源的热量 也告诉你了
问你这个热机是否可能实现
我们就用卡诺热机的热效率 来进行一个对比
对于这两个给定的热源和冷源
卡诺热机的热效率 我们算下来等于70%
我们再来看一下 这个热机的热效率
我们利用它的吸热量 放热量来进行 计算
它是60% 是小于卡诺热机的热效率
所以这是有可能实现的
我们再来看一种情况
如果说 做出的功
从1200变成1500了
我们再来算一下
这个时候 放给冷源的热量就要少一些
由800变成了500
我们再来算 在这种条件下 它的热效率是多少呢 变成了75%
这个热效率是高于相同的两个热源之间 工作的卡诺热机的热效率
这是不可能实现的
我们再来看第二个例子
它告诉你 有一个卡诺热机
从T1热源吸收热量Q1
向T0的环境放热Q2
对外作功
用这个功带动另一个卡诺逆循环
从T2 T2是小于T0的
这样一个冷源吸热
吸收的热量用Q2′来表示
向T0放热Q1′ 请你来证明
当T1远远大于T0的时候 要满足这样的一个表达式
首先看这些文字的描述 很乱
我们用示意图来表示
一个卡诺热机
从T1热源吸热Q1
然后向环境T0放热Q2
然后对外作功
这个功去带动另外一个卡诺循环
这个卡诺循环 从T2这个冷源吸收热量Q2′
向T0放热Q1′
这样就很清晰了
然后我们来证明
输出的功 我们由卡诺循环 可以得出来 它这个功等于热效率乘以Q1
而热效率跟这两个温度 是有这样的关系
1减去T1分之T0
对于下面这个逆循环
我们也可以整理出来
WC的表达式
而这两个式子的右侧是相等的
我们整理一下 变成这样一个表达式
题中告诉你 T1远远大于T0
也就是说 分数应该是趋于0的
这样一来 就完成了证明
所以通过这个例子
你可以看出来 对于热力学的问题
文字的描述有时候看上去比较乱
你把它画成示意图的话
整个的关系就很清晰了
就容易来分析
我们现在来做几个判断题
第一个 热力学第二定律
可否表述为功可以全部转换成热 而热不能全部转换为功
这样表述可以吗
当然是不可以的
我们热力学第二定律的正确表述
是不可能从单一热源取热 并使之完全转换为有用功 而不产生其它影响
它把后面这一部分给落掉了
这是不行的
第二个 温度界限相同的 一切可逆热机的热效率都相等 是吗
这也是不对的
温度界限 热源是变温热源 还是恒温热源
这两个热效率就是不一样
对吧 所以这个说法也是错误的
我们再来看第三个
一切不可逆热机的热效率都小于可逆热机的热效率 这对吗
这也不对的
没有明确这两种热机之间热源温度的一个关系
如果说这两个热机的热源是完全相同的话
那么这个结论是对的
否则的话 那是不一定的
所以这个说法是不对的
好 我们把这一小节的主要内容做一个总结 卡诺定理 卡诺循环
卡诺循环热机的热效率 等于1减去T1分之T2
也就是说 它的热效率只与这两个温度相关
提高热源温度或者是降低冷源温度 都可以提升热机的热效率
在给定热源温度 冷源温度之间 工作的所有热机
卡诺热机的热效率是最高 它是热机的一个极限
-0-0 导引
-0-1 热能及其利用
-0-1 作业
-0-2 热能转换装置工作过程简介
-0-2 作业
-0-3 工程热力学的研究内容及方法
-0-3 作业
-0-4 工程热力学与中国能源战略及环保
-0-4 作业
-绪论 章节小测验
-1-1 热力系统
-1-1 作业
-1-2 状态和状态参数
-1-2 作业
-1-3 基本状态参数
-1-3 作业
-1-4 平衡状态
-1-4 作业
-1-5 状态方程、坐标图
-1-5 作业
-1-6 准静态过程与可逆过程
-1-6 作业
-1-7 功量
-1-7 作业
-1-8 热量与熵
-1-8 作业
-1-9 热力循环
-1-9 作业
-第1章小结及讨论习题课
-第1章 章节小测验
-2-1 热力学第一定律的本质
-2-1 作业
-2-2 热力学第一定律的推论——内能
-2-2 作业
-2-3 闭口系统能量方程
-2-3 作业
-2-4 开口系统能量方程与焓
-2-4 作业
-2-5 稳定流动能量方程与技术功
-2-5 作业
-2-6 稳定流动能量方程的应用
-2-6 作业
-第2章小结
-第2章讨论习题课
-第2章 章节小测验
-3-0 导引
-3-1 理想气体状态方程
-3-1 作业
-3-2 比热容
-3-2 作业
-3-3 理想气体的内能、焓、熵和比热容
-3-3 作业
-3-4 理想气体比热容、内能、焓和熵的计算
-3-4 作业
-3-5 研究热力过程的目的和方法
-3-5 作业
-3-6 理想气体的等熵过程
-3-6 作业
-3-7 理想气体热力过程综合分析
--Video 3-7（2）基本过程在p-v图和T-s图上的表示
-3-7 作业
-3-8 气体的压缩
-3-8 作业
-3-9 活塞式压气机压缩过程分析
-3-9 作业
-第3章小结及讨论习题课
-第3章 章节小测验
-4-0 导引
-4-1 热二律的表述与实质
-4-1 作业
-4-2 卡诺定理与卡诺循环
-4-2 作业
-4-3 克劳修斯不等式及熵的引出
-4-3 作业
-4-4 不可逆过程熵的变化
-4-4 作业
-4-5 孤立系统熵增原理
-4-5 作业
-4-6 熵方程及对熵的小结
-4-6 作业
-4-7 熵与不可逆及熵的物理意义
-4-7 作业
-第4章讨论习题课
-4-8 㶲及其计算
-4-8 作业
-第4章 章节小测验
-5-0 导引
-5-0 作业
-5-1 活塞式内燃机动力循环
-5-1 作业
-5-2 活塞式内燃机几种循环的比较
-5-2 作业
-5-3 斯特林循环
-5-3 作业
-5-4 勃雷登循环
-5-4 作业
-5-5 提高勃雷登循环热效率的其它途径
-5-5 作业
-5-6 动力循环的一般规律
-第5章 章节小测验
-期末考试
