第六章 热力学基础.ppt

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1、开尔文克劳修斯热力学基础卡诺热力学基础§6-1内能功和热量准静态过程§6-2热力学第一定律§6-3气体的摩尔热容量等值过程§6-4绝热过程§6-5循环过程卡诺循环§6-6热力学第二定律§6-7热力学第二定律的统计意义玻尔兹曼熵§6-8卡诺定理克劳修斯熵第二章热力学基础第六章热力学基础本章教学内容[6]2-6刚体的定轴转动一掌握功和热量的概念。理解准静态过程。二掌握热力学第一定律。能分析、计算理想气体等值绝热过程的问题和循环效率.三了解可逆过程和不可逆过程。了解热力学第二定律和熵增原理。◆本章教学基本要求◆教学思路在介绍气体的内能、功和热量和准静态过程的基础上

2、，介绍热力学第一定律；然后介绍热力学第一定律在三个等值过程和绝热过程中的应用。介绍循环过程，循环效率和制冷系数后，介绍热力学第二定律。在介绍可逆过程与不可逆过程的基础上，介绍卡诺循环，卡诺定理。最后介绍熵和熵增原理；热力学第二定律的统计意义。当热力学系统在外界影响下，从一个状态到另一个状态的变化过程，称为热力学过程，简称过程。一.准静态过程非静态过程准静态过程系统从一平衡态到另一平衡态，如果过程中所有中间态都可以近似地看作平衡态的过程。不受外界影响时，系统的宏观性质不随时间改变。举例1：外界对系统做功u无限缓慢压缩过程非平衡态到平衡态的过渡时间，即弛豫时间.

3、§2-1内能功和热量准静态过程§6-1内能功和热量准静态过程准静态过程：热力学过程平衡态：过程：弛豫时间：一.准静态过程（若系统状态发生变化的时间远远大于弛豫时间，则可近似看作准静态过程。）§6-1内能功和热量准静态过程VPo等温过程等容过程等压过程循环过程p－V图上，一点代表一个平衡态;一条连续曲线代表一个准静态过程;这条曲线的方程称为过程方程.系统从一平衡态到另一平衡态，如果过程中所有中间态都可以近似地看作平衡态的过程。举例1：外界对系统做功u无限缓慢压缩过程非平衡态到平衡态的过渡时间，即弛豫时间.准静态过程：弛豫时间：过程方程准静态过程气体对外界做功：

4、二.功摩擦升温(机械功)电加热(电功)功是过程量表征物体状态变化的物理量.当活塞移动微小位移dl时，系统对外界所作的元功为：1、体积功的计算§6-1内能功和热量准静态过程（若系统状态发生变化的时间远远大于弛豫时间，则可近似看作准静态过程。）VPo等温过程等容过程等压过程循环过程p－V图上，一点代表一个平衡态;一条连续曲线代表一个准静态过程;这条曲线的方程称为过程方程.二.功系统体积由V1变为V2，系统对外界作总功为：外界对系统作功准静态过程准静态过程气体对外界做功：二.功摩擦升温(机械功)电加热(电功)功是过程量表征物体状态变化的物理量.当活塞移动微小位移d

5、l时，系统对外界所作的元功为：1、体积功的计算§6-1内能功和热量准静态过程系统体积由V1变为V2，系统对外界作总功为：外界对系统作功准静态过程2、体积功的图示由积分意义可知，功的大小等于p—V图上过程曲线p(V)下的面积。比较a,b过程可知,功的数值不仅与初态和末态有关，§6-1内能功和热量准静态过程2、体积功的图示而且还依赖于所经历的中间状态，功与过程的路径有关。——功是过程量1.热量正负：>0,系统从外界吸热三.准静态过程中热量的计算总热量(与过程有关)<0,系统向外界放热作功与传热均可使系统状态发生变化.2.热功的等效性热功当量:1cal=4.18J

6、§6-1内能功和热量准静态过程2、体积功的图示由积分意义可知，功的大小等于p—V图上过程曲线p(V)下的面积。比较a,b过程可知,功的数值不仅与初态和末态有关，三.准静态过程中热量的计算(热量不是状态的函数,是过程量.)Cm(摩尔热容)：1mol物质温度升高1K所吸收的热量。b.利用热力学第一定律a.热容法3.计算:§6-1内能功和热量准静态过程而且还依赖于所经历的中间状态，功与过程的路径有关。——功是过程量1.热量正负：>0,系统从外界吸热三.准静态过程中热量的计算总热量(与过程有关)<0,系统向外界放热作功与传热均可使系统状态发生变化.2.热功的等效性热

7、功当量:1cal=4.18J一.内能表征与作功和传热有关的系统状态的物理量叫内能.用E表示.气体状态变化时,内能变化.E只由始末状态决定,与过程无关.系统的内能仅是系统状态的单值函数,E=E(T,V)理想气体的内能仅是温度的函数E=RTi2MmolM§2-2热力学第一定律§6-2热力学第一定律某一过程，系统从外界吸热Q，对外界做功W，系统内能从初始态E1变为E2，则由能量守恒：对无限小过程：二.热力学第一定律对气体系统几点说明:一.内能1.热力学第一定律的另类表述:第一类永动机(不消耗任何能量而不断对外作功的机器)是不可能造成的.3.功与热的转换要通过物质才

8、能完成.2.热力学第一定律是包括热现象在内的能量守恒