热力学1-网上

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1、上次课教学内容复习上次课教学内容复习上次课教学内容复习:::气体分子的气体分子的平均碰撞频率平均碰撞频率和和平均自由程平均自由程P平均碰撞频率Z2d2nv∝d2=πT1kTT平均自由程λ==∝2222πdn2πdpdp一摩尔范氏方程一摩尔范氏方程a(p+)(V−b)=RTa,b,的修正意义2V*气体中三种输运过程的宏观规律及微观定性解释.各部分流速不同->流速趋于均匀（内摩擦）动量各部分温度不同->温度趋于均匀（热传导）能量各部分密度不同->密度趋于均匀（扩散）质量1本次课的教学要求重点本次课的教学要求重点本次课的教学要求重点:::一.热力学过程二.掌握热力学第一定律重点!三.掌握内能

2、、功、热量的定义和计算四.掌握热力学第一定律的应用2热力学过程热力学过程理想气体平衡态时宏观参数的关系理想气体平衡态时宏观参数的关系MpV=RT状态方程状态方程：：Mmol准静态过程中平衡态间状态参数的关系PVPVM11==()RTTM1mol典型准静态过程：V等压过程=常量等温过程PV=常量TP等体过程=常量绝热过程Q=0T3理想气体热力学系统典型准静态过程准静态过程曲线VP等压过程=常量等体过程=常量pTpTⅠⅠⅡp1ⅡVVOOV2等温过程PV=常量绝热过程绝热过程Q=0ppⅠⅠⅡVⅡVOO4热力学系统经历热力学过程时：p(p,V)11热力学系统Q∆EA(p,V)22OV改变系统状

3、态的方法：1.作功A2.传热Q3.内能变化∆E5热力学第一定律热力学第一定律（firstlawofthermodynamics）系统状态(P,V,T)变化时,有下面能量关系形式:dQ=dE+dA(微分形式)热力学第一定律Q=∆E+A(积分形式)(包括热量在内的能量守恒定律)物理外界对系统传递的热量,一部分使系统意义内能增加,一部分用于对外做功.热量热量::系统从外界吸收热量系统从外界吸收热量Q>0(+);(+);符号符号内能内能((变化变化))::系统系统内能内能增加增加△E>0(+);(+);规定规定功功::系统对外界做功系统对外界做功A>0(+).(+).6∆T>0符号符号Q>0∆

4、E>0A>0规定规定热力学系统E=E(T)理气iMiE(T)=νRT=()(R)T2M2molMi∆E(T)=()(R)∆TM2mol7内能内能内能功热功功热量热量量内能变化量∆E热力学系统在一定状态下有一定的内能E.Mi内能E=(R)T状态量M2mol内能变化Mi∆E=(R)∆T状态量M2mol特点一定质量的某种气体,其内能变化量只决定于系统始末两个状态下的温度,与所经过程无关.8设始末状态的温度T1;T2问：不同过程内能变化量？问：不同过程内能变化量？Mi等温等温∆E=(R)(T−T)=021M2molMi等体等体∆E=(R)(T−T)21M2molMi等压等压∆E=(R)(T−T

5、)21M2molMi绝热绝热∆E=(R)(T2−T1)M2mol结论：只与始末状态的温度有关！始末状态的温度相同，内能变化量就相同9Mi∆E=(R)(T−T)练习21#1a0901006bM2mol如图，下列过程中气体内能增加最多的过程是PA.AB等压过程；AB√BCD等体过程B.AC等温过程；CP=常量DTC.AD绝热过程；0QP>P>PVVVBCD12∴T>T>TD.以上都不对。BCDV等压过程=常量等温过程绝热过程绝热过程TQV2>V1Tc=TAQTA=Tc>TD∆E>0AB∴T>T∆E=0∆E<010BAACADV2功AA=∫pdV过程量体积功V1F=pSdA=pdVdV=0→

6、dA=0dV≠0→dA≠0dl体积变化做功dA=Fdl=pSdl=pdVdA<0,系统对外做负功;dA>0,系统对外做正功;特点1、功与过程有关,功是过程量.2.做功可引起系统状态变化.体积变化->功3.做功是系统与外界交换能量的过程.4.做功是通过宏观的规则运动实现的.11问题:为什么说功与过程有关,功是过程量?例：V1→V2经过不同等压过程pA=?12P1解：等压过程1->2P’1‘2’V21A=pdV=p1(V2−V1)>01−.2∫1V1OV1V2V直线下面的面积等压过程1’->2’体积变化相同，过程不同功不相同，功是过程量。V2A=p'dV=p'1(V2−V1)>01'−.2

7、'∫1V1直线下面的面积12例：如图∆V相同，同一等温曲线，不同进行方向A=?等温膨胀过程V→V12V2V2pVV112AI−.II=pdV=∫dV=p1V1ln>0∫V1V1VV1等温线pP1V1PVPVQ=⇒P=11Ⅰ(P;V)TT11VdA=pdVpⅡ(P2;V2)等温压缩过程V→V21VOV1dVV2V1同理AII−.I=∫pdV等温线下面的面积V2V功的正负与过=pVln1<011程量方向有关13V2等温过程的功等温过程的功VA=PV