冰箱製冷過程是卡諾循環嗎

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冰箱製冷過程是卡諾循環嗎的答案是:不是

冰箱製冷過程是卡諾循環嗎

冰箱製冷過程不是卡諾循環,冰箱沒有等溫膨脹與壓縮的過程,不能稱作是卡諾循環。卡諾循環(Carnot cycle) 是隻有兩個熱源(一個高溫熱源溫度T1和一個低溫熱源溫度T2)的簡單循環。由於工作物質只能與兩個熱源交換熱量,所以可逆的卡諾循環由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成。

卡諾循環可以想象爲是工作於兩個恆溫熱源之間的準靜態過程,其高溫熱源的溫度爲T1,低溫熱源的溫度爲T2。

這一概念是1824年NLS卡諾在對熱機的最大可能效率問題作理論研究時提出的。卡諾假設工作物質只與兩個恆溫熱源交換熱量,沒有散熱、漏氣、摩擦等損耗。

爲使過程是準靜態過程,工作物質從高溫熱源吸熱應是無溫度差的等溫膨脹過程,同樣,向低溫熱源放熱應是等溫壓縮過程。因限制只與兩熱源交換熱量,脫離熱源後只能是絕熱過程。作卡諾循環的熱機叫做卡諾熱機。

1、等溫吸熱,在這個過程中系統從高溫熱源中吸收熱量。

2、絕熱膨脹,在這個過程中系統對環境作功,溫度降低。

3、等溫放熱,在這個過程中系統向環境中放出熱量,體積壓縮。

4、絕熱壓縮,系統恢復原來狀態,在等溫壓縮和絕熱壓縮過程中系統對環境作負功。

通過熱力學相關定理我們可以得出,卡諾循環的效率ηc=1-T2/T1,由此可以看出,卡諾循環的效率只與兩個熱源的熱力學溫度有關,如果高溫熱源的溫度T1愈高,低溫熱源的溫度T2愈低,則卡諾循環的效率愈高。

因爲不能獲得T1→∞的高溫熱源或T2=0K(-273℃)的低溫熱源,所以,卡諾循環的效率必定小於1。

提高熱機效率的方向

卡諾定理闡明瞭熱機效率的限制,指出了提高熱機效率的方向(提高T1,降低T2,減少散熱、漏氣、摩擦等不可逆損耗,使循環儘量接近卡諾循環)。成爲熱機研究的理論依據、熱機效率的限制。實際熱力學過程的不可逆性及其間聯繫的研究,導致熱力學第二定律的建立。在卡諾定理基礎上建立的與測溫物質及測溫屬性無關的絕對熱力學溫標,使溫度測量建立在客觀的基礎之上。

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