热力学第一定律及其在等值过程中的应用

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1、热力学第一定律及其在等值过程中的应用1设一热力学系统，初始时内能为E1，如果系统吸热，使系统内能增加到E2，系统对外作功A。在一般情况下，系统内能的改变可能是作功与传热的共同结果。由能量守恒与转换定律，有：系统即物理意义热力学第一定律微小过程：符号表示“元”，因为Q、A不是状态函数，不能写成微分。对准静态过程：，由一、热力学第一定律2①.注意内能增量、功、热量的正负规定。②.热—功转换不是直接进行的，而是间接的，内能是传递工具。明确几点：外界对系统作功，使内能增加，再通过内能降低，系统放热。系统吸热后，先使内能增加，再通过降低内能对外作功。③.热力学第一定律实际上是能量守

2、恒定律在热力学中的体现。热力学第一定律是从实验中总结出来的。第一类永动机：即不从外界吸收能量，而不断对外作功的机械。第一类永动机违反能量守恒定律。热力学第一定律对准静态过程和非准静态过程均适用。但为便于实际计算，要求初终态为平衡态。3等容过程也称等体过程。系统的体积不变1.过程特点3.过程曲线2.过程方程等容过程体积不变，P~V图曲线下的面积为0，气体作功为0。4.内能增量5.功6.热量1.等容过程二、热力学第一定律在等值过程中的应用4多原子分子气体内能增量又可写成：此公式不仅适用于等容过程，对任何过程都适用。单原子分子气体双原子分子气体等容摩尔热容：7.热力学第一定律的

3、应用意义：等容过程系统吸热全部转变成内能。5系统的压强不变1.过程特点3.过程曲线2.过程方程4.内能增量5.功6.热量压强不变7.热力学第一定律的应用2.等压过程6多原子分子气体CP>CV的物理意义:1mol理想气体温度升高1ºC，对于等容过程,体积不变吸热只增加系统内能；而对于等压过程除了增加系统内能外，还要对外作功，所吸收的热量要更多一些。单原子分子气体双原子分子气体等压摩尔热容：迈耶公式7系统的温度不变恒温源1.过程特点3.过程曲线2.过程方程4.内能增量5.功由理想气体状态方程等温过程的功（1）3.等温过程8由过程方程则等温过程的功原因：对于等温过程温度不变，Q

4、=A，而功是过程量，与过程有关，因而CT也与过程有关，没有意义。（2）6.热量7.热力学第一定律的应用无法使用计算等温过程的热量。等温过程则意义：等温过程系统吸热全部用来对外作功。9系统与外界绝热。无热量交换。绝热材料系统对外作功全部靠内能提供。绝热过程摩尔热容为0。1.过程特点3.热力学第一定律的应用2.内能增量绝热过程4.绝热过程在绝热过程中，P、V、T三个参量同时改变。104.功定义摩尔热容比由热力学第一定律的微小过程应用公式准静态绝热过程5.过程方程有：（1）两边乘R有由理想气体状态方程（2）全微分（3）（3）-（1）式11两边同除以PV积分（4）由（2）式与（4

5、）消P：（5）由（2）式与（4）消V：（6）绝热方程（2）12将绝热线与等温线比较。①.等温线斜率全微分6.过程曲线斜率原因：当气体由图中两线交点所代表的状态继续膨胀相同的体积时，等温过程其压强的增大，仅是由于体积的增大；对于绝热过程，则因系统对外作功，系统的温度将因内能的减小要下降。所以强下降不仅是由于体积的增大，还由于温度的降低。所以绝热线要比待温线陡。绝热线斜率是等温线斜率的倍。绝热线要比等温线陡。②.绝热线斜率全微分绝热线斜率13解：1.等容降压过程曲线下面积为0，由例：讨论下列几个过程温度变化、内能增量、功、热量的正负：1.等容降压过程；2.等压压缩过程；由热

6、力学第一定律放热2.等压压缩过程体积收缩，曲线下面积为负值。由由热力学第一定律放热1415161.内能增量系统温度升高系统温度降低2.功体积膨胀系统对外界做正功。体积收缩系统对外界做负功。规定内能增量、功、热量的正负3.热量系统吸热：系统放热：17