北京化工大学普通物理学7-2

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1、在绝热过程中，内能的增量仍为§7.7绝热过程adiabaticprocess特征：根据热力学第一定律：系统在绝热过程中始终不与外界交换热量。良好绝热材料包围的系统发生的过程进行得较快，系统来不及和外界交换热量的过程过程方程对无限小的准静态绝热过程有讨论：绝热膨胀——对外作功——内能减少——温度降低绝热压缩——外界作功——内能增加——温度升高(1)从数学角度：等温线在A点的斜率为：绝热线在A点的斜率为：(2)从物理方面：体积增加时，压强降低等温：体积增加。绝热：体积增加,温度降低。从图中看出：绝热线比等温线陡些。绝热线等温线微分过程曲线绝热过程中，理想气体不吸收热量，系统减少的内

2、能，等于其对外作功。绝热过程中功的计算例题1.2×10-2kg的氦气（视为理想气体）原来的温度为300K，作绝热膨胀至体积为原来的2倍，求氦气在此过程中所作的功。如果氦气从同一初态开始作等温膨胀到相同的体积，问气体又作了多少功？解：氦气的摩尔质量Mm=4×10-3kg/mol,m=1.2×10-2kg,T1=300K,V2=2V1,CV=3/2R,=1.67.说明从同一初态开始膨胀相同体积，等温比绝热过程作的功多。一、循环过程循环过程的特征：内能不发生变化。如果系统从某一平衡态开始，经过一系列的变化过程，又回到初始状态，这样的周而复始的变化过程称为循环过程，简称循环。热力学第

3、一定律系统从外界吸收的总热量系统放出的总热量（取绝对值）系统对外所作净功循环过程曲线abcda所包围的面积§7.8循环过程cyclicalprocess正循环(循环沿顺时针方向进行)（系统对外作功）ⅠⅡQ1Q2abVpO根据热力学第一定律，有正循环也称为热机循环··二、正循环、逆循环热机的效率：高温热源低温热源热机逆循环(循环沿逆时针方向进行)（系统对外作负功）逆循环也称为致冷循环ⅠⅡQ1Q2abVpO··致冷机的致冷系数定义为：致冷系数的意义：外界每消耗一个单位的功能从低温热源吸取多少热量。高温热源低温热源致冷机例题、1mol单原子气体氖经历图示循环求其效率解:吸热放热或定律

4、的引出热机吸收的热量不能全部转换为功不违背第一定律却又不能实现自然界里还存在着其它的定律和规律热机效率不能等于100%（1）除热力学第一定律外，还得有另一规律使更为完善，缺一不可！（2）功可以全部转换为热，但热不能全部转换为功，这里有一个条件和方向性的问题§7.9热力学第二定律一、热力学第二定律的两种表述不可能把热量从低温物体自动传到高温物体而不引起其它变化（即热量不可能自动地从低温物体传向高温物体）热力学第二定律的克劳修斯表述。不可能从单一热源吸取热量，使它完全变为有用功而不引起其它变化（即热全部变为功的过程是不可能的）热力学第二定律的开尔文表述。第二类永动机：从单一

5、热源吸取热量把它全部用来作功而不把热量放给其它物体的机器，这是效率为100的机器。第二类永动机违反了热力学第二定律，是不可能造成的。用热力学第二定律证明：在pV图上任意两条绝热线不可能相交反证法例证abc绝热线等温线设两绝热线相交于c点，在两绝热线上寻找温度相同的两点a、b。在ab间作一条等温线，abca构成一循环过程。在此循环过程该中VpO这就构成了从单一热源吸收热量的热机。这是违背热力学第二定律的开尔文表述的。因此任意两条绝热线不可能相交。热功转换不完全完全功热自发传热高温物体低温物体非自发传热热传导前面提到二、可逆过程与不可逆过程都涉及到一个问题，即从A态B态（可能）

6、而从B态A态是否可能的问题可逆过程：如果逆过程能重复正过程的每一状态，且不引起其它变化。气体绝热自由膨胀不可逆过程：在不引起其他变化的条件下，不能使逆过程重复正过程的每一状态，或者虽能重复但必然会引起其他变化，这样的过程叫做不可逆过程。.......................................................................................................不可逆例如：单摆的运动（有否有摩擦等耗散力）热传导宏观过程的不可逆性是相互沟通的，如果一种实际过程的不可逆性消失了，其它的实际过程的不可逆性也

7、就随之消失了。假设：热量能自动地经过某种假想装置从低温传向高温。结论：一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。结论：从高温热源T1吸收热量Q1–Q2，全部对外作功。卡诺循环是由两个准静态的等温过程和两个准静态的绝热过程组成的A—B等温膨胀过程中，从高温热源T1吸收的热量为:C—D等温压缩过程中，向低温热源T2处放出的热量为:WABCD§7.11卡诺循环　卡诺定理由B—C绝热过程有由D—A绝热过程有比较二式得AABCD卡诺热机效率与工作物质无关，只与两个热源的温度有关，两热源的温差越大，则