§4.4 循环过程 卡诺循环
热机发展简介
1698 年萨维利和1705年纽可门先后发明了蒸汽机，当时蒸汽机的效率极低。1765 年瓦特进行了重大改进，大大提高了效率。人们一直在为提高热机的效率而努力，从理论上研究热机效率问题， 一方面指明了提高效率的方向，
另一方面也推动了热学理论的发展。
各种热机的效率
液体燃料火箭 η＝48％ 柴油机 η＝37％
汽油机 η＝25％ 蒸气机 η＝8％
热机：持续地将热量转变为功的机器。
工作物质（工质）：热机中被利用来吸收热量并对外做功的物质。
实例：火力发电厂的热力循环
四大件：1锅炉、2汽轮机、3冷凝器、 4给水泵
流程图：
一、循环过程
系统经过一系列变化状态过程后，又回到原来的状态的过程叫热力学循环过程。
1 热力学第一定律
2.特点：
1) 如循环的各阶段均为准静态过程，则循环过程可用状态图(如P--V图) 上闭合曲线表示；
2) 总能量变化为零 (E=0 ；
3) 循环曲线所包围的面积等于循环过程
中系统对外做的净功。
正循环：过程曲线沿顺时针方向，系统对外作正功，热机循环。
逆循环：过程曲线沿逆时针方向，系统对外作负功，制冷循环。
二、热机的循环效率
在一正循环中，系统从高温热源吸热Q1，向低温热源放热|Q2| (Q2<0)，系
统对外作功 W = Q1 - |Q2|
循环效率(cycle efficienty)：一次循环过程
中系统对外做的功占它从高温热源吸热的比率。
循环图
三、卡诺循环
1824 年法国的年青工程师卡诺提出一个工作在两热源之间的理想循环—卡诺循环。给出了热机效率的理论极限值; 他还提出了著名的卡诺定理。
卡诺循环：在一循环中，若系统只和高温热源(温度T1)与低温热源(温度T2)交
换热量，这样的循环称卡诺循环(Carnot cycle)。
卡诺循环是由两个准静态等温过程和两个准静态绝热过程组成。
讨论
1)卡诺机的效率(c与理想气体种类、M、p、V 的变化无关，只与T1、T2有关。
可以证明：各种工质的卡诺循环的效率都等于(c，且卡诺机的效率是实际热机效率的最大值。
2)提高效率的途径：提高 T1 ；降低 T2，实用上是提高 T1 。
3)现代热电厂：T1 = 900K；T2 = 300K，理论上：(c ~ 65%，实际上：( (40% ，
原因是实际循环是非卡诺循环，非准静态，有摩擦。
4）下面两个循环的效率是否相等？
