一个系统温度升高dT时.ppt

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1、2—4热容定义：一个系统温度升高dT时，如果它吸收的热量为Q,则系统的热容量定义为：C=Q/dT比热：c=C/M摩尔热容：Cm=.c=(M/).cγμ注意：因热量与过程有关，故同一系统，在不同过程中的热容量有不同的值，有实际意义的是使热传递过程在一定条件下进行，因而有常用的定容热量与定压热容量。{定容热容量：系统在体积保持不变的过程中的热容量，记为Cv因为在等容过程中，外界对系统作功为零，则热力学第一定律为:Q=dU所以Cv=(dTQ)v=(TU¶¶)v定压热容量：系统在压强保持不变的过程中的热容

2、量，记为Cp根据第一定律，在定压过程中(Q)p=(dU)p-(dW)p=(dU)p-(PdV)p定义熵为：H=U+PV在定压过程中(dH)p=(dU)p+(PdV)p(dU)p=(dH)p-(Pdv)p(Q)p=(dH)p{Cp=(dTQ)p=(TH¶¶)P根据定义知：熵是状态函数。在定压过程中，系统从外界吸收的热量等于系统熵得数量。2—5理想气体的内能焦耳定律焦耳实验1845年焦耳用自由膨胀实验研究了气体的内能右图为其实验装置的示意图。容器A充满气体，容器B为真空。AB相连处用一活门C隔开，将它们

3、全部浸在水中。将活门打开后，气体将自由膨胀并充满A和B。焦耳测量了自由膨胀前后水温的变化。气体真空ABC实验结果表明：水温不变!说明：*膨胀前后气体的温度没有改变。*水和气体没有发生热交换。Q=0，即气体的自由膨胀是绝热过程。气体向真空自由膨胀过程中不受外界阻力，所以外界不对气体作功，即W=0。（诚然，在膨胀过程中，后进到容器B的气体将对先进入B的气体作功，但此功是气体系统内部各部分之间进行的，不是外界对气体系统所作的功。）把热力学第一定律应用于此过程：Q=0W=0因为所以DU=0即U(T,V)=恒量即气

4、体绝热自由膨胀过程是一个等内能过程。体积改变，内能不变体积改变，温度不变焦耳实验结果气体的内能只是温度的函数，与体积无关。}证明U=U(T,V)dU=()VdT+()TdVdT=0(焦耳实验结果）dU=()TdVdU=0(自由膨胀前后内能不变）且dV0()T=0VU¶¶VU¶¶VU¶¶VU¶¶¹QQ\焦耳实验的结果是否正确事实上，焦耳的实验并不精确，原因是水的热容比气体要大上千倍，气体膨胀前后即使会有微小的温度变化，也不足以引起水的温度发生可观察的变化，焦耳无法检测到水温变化。后来，在1852年焦耳和汤

5、姆逊做了节流过程实验，才较好的测得气体温度的变化。焦耳的结果只适用于理想气体。只有在实际气体密度趋于零的极限情形下，气体的内能才只是温度的函数而与体积无关。焦耳定律U=U(T)或（）T=oVU/¶¶？理想气体定义严格遵守PV=RT和U=U(T)二定律的气体，称为理想气体。理想气体内能和焓的表达式定容热容量定义CV=（U/T）V理想气体的内能只是温度的函数CV=dU/dTdU=CVdT定压热容量定义CP=（H/T）PCP=dH/dTdH=CPdT理想气体的焓也只是温度的函数理想气体CmPCmV=

6、R迈尔公式证明：对于理想气体，有H（T）=U（T）+RT对温度求微商，得dH/dT=dU/dT+R即CP-CV=R一摩尔理想气体=1，有CmP-CmV=R如果实际问题所涉及的温度范围不大，根据经典理论，理想气体的CmP和CmV都可以作为常数处理。单原子分子理想气体：CmV=3R/2CmP=5R/2双原子分子理想气体：CmV=5R/2CmP=7R/2引入表示定压热容与定容热容的比值，即=CP/CV用R和表示的定压热容和定容热容分别为CV=R/（-1）CP=R/（-1）绝热指数