【精品】热力学第一定律课件

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1、第10章热力学第一定律本章目录KM热力学第家定律10・2温度和热量10・3对气体做功与传热的分析热力学第一定律10・5热力学第一定律对一些典型过程的应用10・6热力学循环热力学第一定律的创始人计划学时：410-1热力学第零定律热力学是研究系统的热能（常称为内能）的学问.核心概念——温度.温度一一国际单位制中7个基本单位之一。什么是温度？一一冷和热的感觉是不可靠的。温度是分子平均平动动能的量度，或分子运动剧烈程度的量度。理想气体内能是温度的单值函数。(nnriwpiM.illrrbncmmngUlMir

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3、x*n«iiirr一.几个重要概念1.简单热力学系统许多原子或分子的集合称为热力学系统。简单热力学系统一一宏观、均匀、各向同性、无电荷变化.无化学反应和总机械能不变化的热力学系统。该系统足够大以至于表面效应可忽略。该系统无电场、磁场和引力场的影响。2.热平衡将两个热力学系统热接触，足够长时间后两个系统的热力学性质（温度）不再改变的状态被称为热平衡态・3.温度和温标存在一个

4、称为温度的标量，它是所有热力学系统在平衡态时所具有的特性，当两个热力学系统温度相同而且只有当它们的温度相同时，我们才说这两个系统达到热力学平衡态。温度的测量一利用某些物质的物理特性随温度改变的特性.①温度计的分类水银体积一家用或实验室用温等容气体温度计一如图所示鉛电阻温度计一鉗电阻随温度变化。热电偶温度计一两种金属不同热特性（双金属片）°③理想气体温标（开尔文温标）如何避免温度对特定方法和特定物质的依赖？玻义耳一马略特定律：PV=constant理想气体定义：在各种压强下都遵守玻意耳定律的气体。一定质

5、量的理想气体P"乘积只决定于温度，所以可以定义一个理想气体温标pVOCT盖・吕萨克定律：V=VO（1+avt）查理定律：P=Pn（l+aPt）当Po^O5,=5=a=l/7；7；=273.15C实验：PQccmP=Pii（l+art）温度/轴上的截距为对各种气体，当加减小时压强几90・7；=273.15Cp•卩2A—厶气体1T.一P、‘气体21层左气体3"C-K-200-1(H)•°伽7/K01(102

6、想气体温标:T=G+273・Q(K)"物体Tb物体A处于b）物体Tb物依B处于热羊衝为了确定某一温度的数值，必须规定一个特殊的温度值，1954年国际规定水的三相点7>273・16K。于是测出一定量的理想气体在水的三相羔温度下的体积匕和压强则该气体的温度值可表为T=T卫Vlp^y实赊测量时，总是保持体积不变测压强，或保持压强不变测体积，T=273.16p巾乂等体气压计）T=273・16K（lim1开尔文定义为水的三相点温度的1/273.16.二.热力学第零定律如果物体A和物体B各与第三个物体T处于热平衡

7、,那么它们就相互处于热平衡。iciniirnc）如果a）和b）是其的，则物体A与物体B处于拔平衡10-2温度和热量1•三种温标1）热力学温标T3=27X16K（三相点温度）的1/273.162）摄氏与华氏温标2.热量和传热热量是系统和它的外界由于它们之间存在温度差而传递的能量.leal=3.969xlO"3Btu=4.1860J3.热容比热容摩尔热容(1)热容CQ=CAT=C(Tf-TJ(2)比热容cQ=cm^T=cm(Tf-Tt)⑶摩尔热容CmQ=nCltl^T=nCm(Tf-Ti)E改变方式特点能

8、量转换量度做功与宏观位移相联系通过非保守力做功实现机械-二“一》热运动W热传递与温差相联系通过分子碰授实现热运动<—A热运动Q4.W与Q比较W=JdVV=pdvVi注意：非静态过程不适用Intolitkia在系统状态变化过程中，W.Q.间数量关系—包含热运动和机械运动范围的能量守恒定律—热力学第一定律10-3对气体做功与传热的分析1.准静态过程的体积功dW=Fds=(pA)(ds)=p(Ads)=pdV示功图:V图上过程曲线下的面城'功是过程量P系统对外界做功循环过程的净功Vohnnr(«>UVohi

9、mrVnhtmr<<)V.hlliir若dV>0dW>0dV<0dWvOdV=0dW=0思考：10-4热力学第一定律1.数学形式^Eini=Ein,f-EinU=Q-W系统从外界吸热二内能增量+系统对外界做功是否V2>V,则由1->2的任何过程W>0?注意：功是过程量过程不同，曲线下面积不同（可正、可负、可零）微小过程：AQ=dEint+dW微术量矗微分、量准静态d<2=d£int+^dV理想气体dQ=n^RdT+pdV2.物理意义耳彳；？/.半需涉及热