关于热机的效率不可能等于1,热机的效率这个问题好多同事还不晓得热机的效率不可能等于1,明天小六来为你们解答以上的问题,如今让我们一上去瞧瞧吧!
1、热力学定理的发觉与提升热机效率的研究有密切关系。
2、蒸汽机似乎在18世纪就已发明,但它从初创到广泛应用,经历了漫长的年月,1765年和1782年,瓦特两次改进蒸气机的设计,使蒸气机的应用得到了很大发展,而且效率仍不高。
3、如何进一步提升机器的效率就成了当时工程师和科学家共同关心的问题。
4、【研究历史】法国物理家和工程学家萨迪·卡诺的儿子拉札尔·卡诺(LazreNico-las,1753—1823)率先研究了这类问题,在他的专著中讨论了各类机械的效率,尖刻地提出这样一个观念:设计低劣的机器常常有“丢失”或“浪费”。
5、当时,在水力学中有一条卡诺原理,就是拉札尔·卡诺提出的,说的是效率最大的条件是传送动力时不出现震动和紊流,这实际上反映了能量守恒的普遍规律。
6、他的研究对他的妻子有深刻影响。
7、热机效率1824年萨迪·卡诺发表了知名论文《关于火的动力及易于发展这一动力的机器的思索》,提出了在热机理论中有重要地位的卡诺定律,这个定律后来成了热力学第二定理的先导。
8、他写道①:“为了以最普遍的方式来考虑热形成运动的原理,就必须抛开任何的机构或任何特殊的工作物质来进行考虑,就必须除了完善蒸气机原理,并且要构建所有假想的热机的原理,不论在这些热机里用的是哪些工作物质,也不论以哪些方式来运转它们。
9、”卡诺取最普遍的方式进行研究的方式,充分彰显了热力学的真谛。
10、他抛开一切次要诱因,径直选定一个理想循环,由此构建热量和其转移过程中所作功之间的理论联系。
11、【效率数值】蒸汽机百分之4~百分之8蒸气轮机百分之25~百分之30煤气轮机百分之50~百分之60柴油机百分之26~百分之45汽油机百分之34~百分之45喷气底盘百分之50~百分之60【弹性流体】然后他构想有一种弹性流体,譬如大气,封闭在装有活动搁板或活塞cd的圆锥形容器abcd中。
12、“1.将A与容器abcd中的空气或与容器之壁接触,假定此壁是热质的良导体。
13、由于这一接触,空气得到与A相同的水温。
14、cd为活塞所处的位置。
15、“2.活塞逐步上升,直到取得ef的位置。
16、保持空气与A接触,因而在空气稀释的过程中气温保持恒定,物体A提供了保持恒温所需的热质。
17、“3.移开物体A,空气不再与任何还能提供热质的物体接触,但活塞仍继续联通,从位置ef达到位置gh,空气未获任何热质而稀释,它的湿度升高了。
18、假设增长到和物体B的气温相等,这时活塞停止运动,占有位置gh。
19、“4.将空气与物体B接触,活塞压缩空气由位置gh回复到cd。
20、但因为仍与B接触,空气保持恒温,并将热质交给物体B。
21、“5.移开物体B,继续压缩空气。
22、由于空气这时已被隔绝,体温上升。
23、压缩仍然继续到空气达到A的湿度。
24、活塞在此期间从位置cd到了位置ik。
25、“6.空气再与A接触,活塞从位置ik回到位置ef,体温保持不变。
26、“7.再重新进行(3)中的步骤,之后陆续经4、5、6、3、4、5、6、3、4、5……。
27、”【理想循环】卡诺选定的理想循环是由两个等温过程和两个绝热过程组成的;等温膨胀时放热,等温压缩时吸热,空气经过一个循环,可以对外作功。
28、卡诺由这个循环出发,提出了一个普遍的命题:“热的动力与用于实现动力的工作物质无关;动力的量惟一地取决于热质在其间转移的两物体的体温。
29、”卡诺依据热质守恒的假定和永动机不可能实现的经验总结,经过逻辑推理热机的效率不可能等于1,证明他的理想循环获得了最高的效率。
30、他写道:“如果有任何一种使用热的方式,优于我们所使用的,即如有可能用任何一种过程,使热质比上述操作次序形成更多的动力,那就有可能使动力的一部份转化于使热质从物体B送回到物体A,即从冷凝器回到热源,于是就可以使状态复原,重新开始第一道操作及其后的步骤,这就除了引起了永恒运动,甚至还可以无限地创造出动力而不消耗热质或任何其他工作物质。
31、这样的创造与公认的思想,与热学定理以及与正常的数学学完全矛盾,因此是不可取的。
32、所以由此可得推论:用蒸气获得的最大动力也是用任何其他手段得到的最大动力。
33、”这就是卡诺定律的最初叙述。
34、用现代词汇来讲就是:热机必须工作在两个热源之间,热机的效率仅仅决定于两个热源的气温差,而与工作物质无关,在两个固定热源之间工作的所有热机,以可逆机效率最高。
35、不过,因为卡诺笃信热质说,他的推论包含有不正确的成分。
36、例如:他将蒸气机比拟为水轮机,热质比拟为流水,热质从低温流向高温,总数不变。
37、他写道:“我们可以足够准确地把热的动力比之于大瀑布。
38、瀑布的动力取决于其高度和液体的量;而热的动力则取决于所用热质的量以及热质的‘下落高度’,即交换热质的两物体之间的气温差。
39、”卡诺就这样把热质的转移和机械功联系了上去。
40、由于他缺少热功转化的思想,因而,对于热力学第二定理,“他差不多早已探究到问题的积淀。
41、阻碍他完全解决这个问题的,并不是事实材料的不足,而只是一个先入为主的错误理论。
42、”(恩格斯:《自然辨证法》)卡诺在1832年6月先得了肺炎和颞叶炎8月24日又患流行性疟疾病逝,年仅36岁。
43、上节所述的他遗留下的原稿表明他后来也转向了热的唯动说,并预言了热功之间的当量关系和热的分子运动论。
44、可惜,原稿直到1878年才发表,因此对电学的发展没有起到应有的作用。
本文分享完毕,希望对你们有所帮助。