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卡诺循环效率
21.8
在卡诺循环中,已知量是高温热源的温度 T-h 和低温热源的温度 T-c。
理想气体在温度 T-h 下等温膨胀时吸收热量 Q-h,在温度 T-c 下等温压缩时释放热量 Q-c。
由于理想气体的内能仅取决于其温度,因此在这两个步骤中内能保持不变。根据热力学第一定律,可以计算吸收的热量。Q-h 取决于气体在膨胀前后的体积,而 Q-c 则取决于气体在压缩前后的体积。
对于卡诺循环中的绝热过程,可以利用气体温度与体积之间的关系。这四个方程可合并起来,用以关联交换热量的比值与热源的温度。
结合热机效率的表达式,这意味着卡诺循环的效率仅取决于温度 T-c 和 T-h。
假设的卡诺循环由经历两个恒温过程和两个绝热过程的理想气体组成。 理想气体的内能仅取决于温度,并且卡诺循环完成前后温度相同,因此内能不会改变。 因此,利用热力学第一定律,理想气体交换的总热量等于所做的总功。 因此,卡诺循环的效率可以通过气体与冷热储层之间的热交换来量化。
完成的总功等于p-V图中循环所…