《ch热力学基础》PPT课件

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1、第6章热力学基础热力学的发展，特别是以蒸汽机为代表的动力机械的研究引发了第一次工业革命，极大地促进了社会生产力的发展.本章内容§6.1热力学的基本概念§6.2热力学第一定律§6.3绝热过程与多方过程§6.4循环过程§6.5热力学第二定律§6.6熵一、热力学过程§6.1热力学的基本概念1.热力学过程：1221系统从某状态开始经历一系列的中间状态到达另一状态的过程，简称过程。2.热力学过程的分类●根据系统与外界的关系分类:自发过程、非自发过程●根据过程中各中间态的性质:准静态过程、非静态过程讨论：过程与平衡态中间状体是否是平衡态？是否有可能？3.准静态过程无限缓慢进行的过程是

2、准静态过程,准静态过程是理想过程.★准静态过程的特点：在过程进行的每一时刻，系统都无限地接近平衡态，这样的过程称作准静态过程。可用状态参量的变化描述过程。pV★过程曲线（过程方程）p=C(恒量)等压过程12V=C(恒量)等容过程T=C(恒量)等温过程★实际过程的处理准静态过程过程进行时间Δt>>弛豫时间τ例如实际汽缸的压缩过程τ<10-3s~T？pV★等值过程举例等压过程方程：p=C(恒量)等容过程方程：V=C(恒量)Q等温过程方程：T=C(恒量)或pV=(恒量)T准静态过程Qm二、功、热量和内能1.准静态过程的功功的几何意义：功在数值上等于p~V图上过程曲线下的面积.功

3、的正负：系统体积增大，系统做正功；系统体积减小，系统做负功.(1)体积功只适用于准静态过程.(2)功是过程量.(3)作功是能量传递和转换的一种方式.说明已知理想气体在一个准静态过程中压强p与体积V满足关系式，其中γ，C均为常数.例根据题设解当理想气体的体积从V1膨胀到V2时，系统对外界所做的功.求由于则有,2.热量热量：系统与外界之间由于有温度差而传递的能量.比热摩尔热容★热容与过程有关定体摩尔热容定压摩尔热容为摩尔数例：绝热过程、等温过程ABB由摩尔热容的定义，可以得到热量的计算式若摩尔热容Cm与温度无关，则★摩尔热容Cm与过程有关，热量Q也必然与过程有关.热量计算3

4、.内能(1)功与内能的关系F对系统作绝热功：AQ结论：若初末态一定，则绝热功相同。光滑12内能是系统状态的单值函数即E(状态)1212内能:系统中与热运动状态相关的能量——内能。(2)热量与内能的关系T传递热量亦可以改变热力学系统的状态热量是物体之间存在温差时传递的内能说明：①内能是系统状态的单值函数，E=E（状态），是状态量。②功和热量是过程量，不属于任何系统。③功和热量的比较。121212相同…,不同…(3)理想气体的内能----温度的单值函数当状态变化时，内能的变化为----与过程无关作功和向系统传递热量都会引起系统热运动状态的变化，改变系统的内能.§6.2热力学第

5、一定律一、热力学第一定律热量、功和内能同时存在，则(热力学第一定律)（作功、传热）（注意符号规定）△E:系统内能增加为正，内能减少为负.A:系统对外界作功为正，外界对系统作功为负.Q:系统从外界吸收热量为正，放热为负.Q、A、ΔE为代数量，其意义:对微小的状态变化过程本质：能量守恒二、热力学第一定律对理想气体准静态过程的应用1.等体过程过程方程过程特点V＝常量，dV＝0系统对外作功QQ（等体过程演示）内能的增量：根据热力学第一定律，等体过程中理想气体定体摩尔热容仅与气体分子的自由度数i有关.定体摩尔热容：理想气体内能的计算★PVT1T2122.等压过程内能的增量过程特点过

6、程方程系统对外界所作的功QQ（等压过程演示）系统从外界吸收的热量比热容比定压摩尔热容思考题：为什么Cp,m>CV,m？3.等温过程等温过程系统的内能不变过程特点：过程方程：QQ（等温过程演示）系统对外界作功系统从外界吸收的热量（等温摩尔热容CT,m=？）质量一定的单原子理想气体开始时压力为3.039×105Pa，体积10-3m3，先等压膨胀至体积为2×10-3m3，再等温膨胀至体积为3×10-3m3，最后被等体冷却到压力为1.013×105Pa.内能是状态的函数，与过程无关例解ab等压过程作功气体在全过程中内能的变化，所作的功和吸收的热量.求bc等温过程做功全过程气体吸收

7、热量压强为1.0×105Pa，体积为2.0×10-3m3的氩气，先等体升压至2.0×105Pa，后等温膨胀至体积为4.0×10-3m3，最后再等压膨胀至体积为6.0×105m3.例解ab为等体升压过程，bc等温膨胀过程，cd等压膨胀过程.ab过程为等体过程氩气在上述各过程中做的功，吸收的热量及内能的变化.求24621abcdp(105Pa)V(10-3m3)o理想气体在等体过程中吸收的热量全部转化为系统的内能bc过程为等温过程bc等温过程中吸收的热量全部用来对外作功cd过程为等压过程，pc=pd=pa.cd过程中对外界所作的功