热力学循环
一个热力学循环是一系列的热力学过程,它使一个系统回到其初始状态。属性只取决于热力学状态,因此在一个周期内不发生变化。热量和功等变量在一个循环中不是零,而是取决于过程。热力学第一定律规定,在任何周期内,净热输入等于净功输出。过程路径的重复性允许连续运行,使循环成为热力学的一个重要概念。
如果循环过程在环路上顺时针移动,那么它代表一个热机,W将是正数。如果它逆时针移动,那么它代表一个热泵,而W将是负的。
热力学循环的P-V图的例子。
类别
热力学循环的两个主要类别是动力循环和热泵循环。动力循环是将一些热输入转化为机械功输出的循环,而热泵循环则利用机械功输入将热量从低温转移到高温。
热力学动力循环
热力学动力循环是热机运行的基础,热机提供了世界上大部分的电力,并驱动几乎所有的机动车。动力循环可以根据它们所寻求模拟的热机类型来划分。最常见的模拟内燃机的循环是奥托循环,它模拟汽油机,而柴油机循环则模拟柴油机。模拟外燃机的循环包括布雷顿循环,它模拟燃气轮机,以及朗肯循环,它模拟蒸汽轮机。
热力引擎图。
问题和答案
问:什么是热力循环?答:热力学循环是使系统恢复到初始状态的一系列热力学过程。
问:在热力学循环过程中,性质会发生变化吗?
答:不会,性质只取决于热力学状态,因此在一个循环中不会改变。
问:热量和功在热力学循环中是否为零?
答:不,热和功在一个循环中不是零,而是取决于过程。
问:热力学第一定律对循环有何规定?
答:热力学第一定律规定,在任何循环中,输入的净热量等于输出的净功。
问:为什么循环是热力学中的一个重要概念?
答:过程路径的重复性质允许连续运行,使循环成为热力学中的一个重要概念。
问:顺时针热力学循环代表什么?
答:如果循环过程按顺时针方向绕环路运动,则表示热机,W为正值。
问:逆时针热力学循环代表什么?
答:如果逆时针运动,则表示热泵,W为负值。