大学热学第十讲热力学第一定律

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1、§5.1热力学过程§5.2功§5.3热量§5.4热力学第一定律§5.5热容量焓§5.6气体的内能焦耳-汤姆逊实验§5.8循环过程和卡诺循环§5.7热力学第一定律对理想气体的应用TheFirstLawofThermodynamics√§5.2功(准静态过程)一、流体体积功二、功的认识三、其它形式的功.体积功的计算准静态等温功:准静态等压功：准静态等体功：§5.1热力学过程§5.2功§5.3热量§5.4热力学第一定律§5.5热容量焓§5.6气体的内能焦耳-汤姆逊实验§5.8循环过程和卡诺循环§5.7热力学第一定律对理想气体

2、的应用TheFirstLawofThermodynamics√√三、结论一、热量二、人类对热量的认识§5.3热量一、热量系统状态的改变来源于系统与外界间存在温度差！来源于热学平衡条件的破坏.称系统与外界间存在热学相互作用。作用的结果使能量从高温物体传递给低温物体，传递的能量称为热量。ABT1T2ABT热接触热量和功是系统状态变化中伴随发生的两种不同的能量传递形式，它们都与状态变化的中间过程有关，因而不是系统状态的特征，而是过程的特征。一、热量一个无穷小的过程中所传递的热量与功一样，不满足多元函数的全微分条件。仅表示沿某

3、一路径上无穷小变化热量来源于热学相互作用。还有第三种相互作用——化学相互作用。扩散、渗透、化学反应等都是由化学相互作用而产生的现象。功由力学相互作用引起。三、结论一、热量二、人类对热量的认识§5.3热量二、人类对热量的认识早期有朴素的正确认识。那时人们只能根据摩擦生热，冷暖转化等表面现象和外部联系直观地对热的本质作些朴素的猜测，如古希腊人认为热是由于物体运动而获得的。17世纪一些自然哲学家Bacon,Boyle,Hooke,Newton“热本身、热的本质精髓就是运动而不是别的。”法国的笛卡尔认为，热就是物质粒子的旋转运

4、动。玻意尔认为热就是由微小物质粒子的急速运动而产生。二、人类对热量的认识FeT1T2较热的物体含较多的热量，较冷的物体含较少的热量！18世纪，随着计量学、量热学、化学的发展，人们对热现象的认识，走上了一条曲折的道路。英国物理学家布莱克提出了系统的“热质说”，二、人类对热量的认识英国物理学家布莱克认为热就是一种没有重量，不可称量，不生不变，存在于一切物体之中的可以自由流动的特殊物质，物体的冷热是由热质的多少决定的。热的传导，如同流水由高到低流动着热质，热膨胀是热质注入所致，太阳光透镜聚焦生热，也是由于热质集中等，这种观点

5、统治了上百年，甚至在1789年，拉瓦锡仍把热摆在化学元素表中，属气体元素。热质说认为，热是一种可以透入一切物体之中不生不灭的无色、无味、无重量的流体物质。较热的物体含热质多，较冷的物体含热质少，冷热不同的物体相互接触时，热质从较热物体流入较冷物体中。——物质量守恒的思想的延续！“热质说”理论本身是错误的，但18世纪和19世纪初对科学的发展起了推动作用。沙僧追妖，连追50里后，不光没逮着，还弄得自己汗流浃背，热浪袭人，头顶上的热气，如烟如雾，久久不散。沙僧没问自己为何追不到妖，而是痛苦地仰天长叹:“天啦，我哪来的这么多热

6、啊--”对此问题，八戒不屑一顾，摇头轻叹:“幼稚，幼稚啊！” 哪来的热？实际上，在两百多年前，热可是个神秘东西！那时候，科学家们不但不了解热，还不知道燃烧，可笑的是，他们以为自己很了解。如果你问他们，木头为什么会燃烧，他们会对你说:“你傻呀？这是因为木头里有燃素！”如果你问他们为什么有的东西热，有的东西冷？他们会毫不犹豫地告诉你，那是因为热的东西有热素，冷的东西有冷素。后来，人们陆陆续续发现一些元素后，依然还是没有了解热的本质。以至拉瓦锡认为，热素是一种元素，他曾经排过一张化学元素表,上面写着各种元素:铁，铜，铅，热素

7、……热物质、热素、热质说直到后来，人们才终于认识到:热是物质内部分子运动的表现！物质内部的分子运动的越厉害，就越热，反之，就越冷。而最早提出这个想法的是俄罗斯科学院院士罗蒙诺索夫，1745年，戴着假发的罗蒙诺索夫在科学大会上宣读了他的论文《论冷和热的原因》，一时引起轰动。罗蒙诺索夫认为，冷和热的根本原因，在于物质内部的运动。就拿水来说，水是由水分子组成的，若水分子运动得慢，水的温度就低，若更慢，水分子就不到处乱跑了，而是原地踏步，于是，水就成了冰。相反，若水分子运动剧烈，则水就开始沸腾，蒸发，变成气体，从此过上了让人渴

8、望的自由生活…热动说、热能说——内能沙僧:“我好像不是很懂嘞！”　没事，马上就让你懂：沙僧、八戒！　“到！”　你俩分别用手在自己脸上，来回搓一百下！唰唰唰，唰唰唰…小沙同学，感觉如何？　“阿弥陀佛，脸烫如火，如火焰山再现！”小猪呢？“没那么严重吧，我只感觉一点烫而已！”　呵呵，很正常，用科学来解释就是，小沙同学脸薄似纸，