对斯特林空气热机实验的分析

斯特林空气热机是大学物理热学教学中很流行的一种演示实验热机,它的结构特点是在气缸中设置了两个活塞:一个是工作活塞,它的运动与工质的热力学循环相关;另一个是换位活塞,它的运动可使工质分别处于高低温两个不同的热源区。机械连接使两个活塞作简谐振动,且使两者振动的相位差为90度,则工质的热力学循环即表现为由两段等温线和两段等容线围成的封闭循环。工质处于高温热源区时,作等温膨胀的循环为正循环;作等温压缩的循环为逆循环。正循环工作的斯特林空气热机是一种动力热机,可以从高温热源吸热向低温热源放热并对外做功;逆循环工作的斯特林空气热机是一种制冷机,在外界做功的前提下可以从低温热源吸热并向高温热源放热。