基于空气热机的热机效率分析及在教学中的应用

热机实验是大学物理必修课程中热力学实验教学环节的重要组成部分,本文利用卡诺定理和热力学第二定律对热机的做功过程进行详细分析。实验通过示波器对热机循环过程中的非电信号的数字化和对两种交流信号进行耦合分析,得出其与热机实际做功值的关系,从而验证此空气热机所满足的卡诺定理。在此基础之上,进一步分析热机在负载情况下的做功情况,由此导出空气热机在负载情况下的效率转换值与转速的关系,进而得到此类空气热机输出效率最佳值及其所满足的条件。结合我校热力学实验教学内容,为今后热力学教学工作提供一些参考意见。