氣體分子運(yùn)動論和熱力學(xué)基礎(chǔ)之奧托循環(huán)圖.ppt

范例8.9奧托循環(huán)圖,在燃燒汽油的四沖程內(nèi)燃機(jī)中進(jìn)行的循環(huán)叫奧托循環(huán)，可用圖近似表示。設(shè)工作物質(zhì)為雙原子理想氣體，ab和cd為絕熱過程，bc和da為等容過程。體積的絕熱壓縮比為kV=V1/V2=7，等容增壓比為kp=pc/pb=3，求循環(huán)效率和循環(huán)一周的功。精確繪制奧托循環(huán)圖。,解析假設(shè)理想氣體的質(zhì)量為M，摩爾質(zhì)量為。雙原子氣體分子的自由度為i=5，比熱容比為=1+2/i=1.4。,ab和cd為絕熱過程，不吸熱也不放熱。,bc是等容吸熱過程，所吸收的熱量為,da是等容放熱過程，所放出的熱量為,因此循環(huán)效率為,范例8.9奧托循環(huán)圖,理想氣體絕熱過程的體積-溫度方程為V-1T=C，對于絕熱過程ab可得,對于絕熱過程cd可得,所以,這里用了分比定理。,循環(huán)效率為,可見：循環(huán)效率只與絕熱壓縮比有關(guān)，與等容壓強(qiáng)比無關(guān)；絕熱壓縮比越大，循環(huán)效率就越高。,提高壓縮比可提高循環(huán)效率，但是由于汽油的燃點(diǎn)比較低，壓縮比的提高受到一定的限制。,將數(shù)值代入可得效率為=1(1/7)0.4=54.1%。,這是理想的情形，實(shí)際效率只有25%左右。,范例8.9奧托循環(huán)圖,bc是等容過程，壓強(qiáng)與溫度成正比,da也是等容過程，利用前一公式可得,可見：da的等容減壓比等于bc的等容增壓比。,氣體從高溫?zé)嵩次盏臒崃繛?氣體向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃繛?氣體循環(huán)一周所做的功為,對于一定氣體，絕熱壓縮比越大，等容增壓比越大，氣體對外所做的功越多。,利用壓縮比可求得b點(diǎn)的體積Vb=Va/7=0.14Va，經(jīng)過絕熱壓縮，b點(diǎn)的壓強(qiáng)為pb=15.2pa。,氣體經(jīng)過等容增壓，c點(diǎn)壓強(qiáng)就達(dá)到pc=45.7pa。,再經(jīng)過絕熱壓縮，d點(diǎn)的壓強(qiáng)為pd=3pa，這是因?yàn)閺膁點(diǎn)到a點(diǎn)的等容減壓比等于從b點(diǎn)到c點(diǎn)的等容增壓比。,這個奧托循環(huán)的效率達(dá)到54.1%，循環(huán)一周對外做的功為5.89A0。,在絕熱壓縮比不變的情況下，不論等容增壓比如何變化，氣體循環(huán)效率都不變，但是對外做的功會發(fā)生改變。,如果等容增壓比為2，則循環(huán)效率仍為54.1%，循環(huán)一周對外所做的相對功變?yōu)?.94A0。,