第六章 热力学基础.doc

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1、第六章热力学基础第六章　热力学基础热力学第零定律：系统A、B、C，设A与B热平衡，且A与C热平衡，则B与C热平衡，即存在一个态函数：T§6-1　热力学第一定律一．内能、热量、功1．内能：所有分子运动动能及所有分子势能的总和：对理气：　2.改变内能的方法：传热和作功①热量：由于温度差的存在，系统与外界以非功的形式传递的能量，是热力学中第二类相互作用。②功A（此处讨论准静态过程中的膨胀压缩功）第一类相互作用对应于图曲线下的面积等容过程：等压过程：等温过程：A、Q都是过程量，量值与过程有关二．热力学第一定律1．定律

2、：系统从外界吸收的热量，部分用于增加系统的内能，部分用于克服外力对外作功。即：2．适用条件惯性系初、终态是平衡态准静态过程，膨胀压缩功3．符号规定：吸热为正；：对外作功为正第一类永动机违反热力学第一定律8第六章热力学基础§6-2　气体的摩尔热容一．摩尔热容（量）1．比热：2．热容量：3．摩尔热容量：1摩尔某物质的热容量二．定容摩尔热容：　　三．定压摩尔热容的物理意义：理气，温升，等压过程比等容过程多吸收的热量。四．比热容比（绝热指数）　　注意：值要记！若要搞研究，必须对及值修正P289表6-1，表6-2例１．

3、如图：沿的等容和沿的等压过程，试求在这两个过程中，气体对外所作的功，内能的增量和吸收的热量是否相同？(P.296)质量、压强、温度的氧气，先等体升压到，再等温膨胀降压到，然后又等压压缩使体积缩小一半；试求氧气在全过程中内能的改变量、所作的功和吸收的热量；并将氧气的状态变化过程表示在图中。§6-3热力学第一定律对理想气体等值过程的应用8第六章热力学基础一.等体过程1.特征：，2.图线：3.过程方程:4.内能增量：5.对外作功：6.吸收热量：7.热一律：，,8.摩尔热容：二.等压过程1.特征：2.图线：3.过程方

4、程:4.内能增量：5.对外作功：6.吸收热量：7.热一律：，8.摩尔热容：三.等温过程1.特征：2.图线：3.过程方程:4.内能增量：5.对外作功：6.吸收热量：7.热一律：，8.摩尔热容：8第六章热力学基础§6-4绝热过程　多方过程*一．绝热过程1.特征：2.过程方程:，,3.图线：见右图。4.内能增量：5.对外作功：6.吸收热量：,7.热一律：，8.摩尔热容：绝热线较等温线陡：数学角度：交点处低斜率的绝对值；物理角度：从同一初态作同样的膨胀（同）二．多方过程1.特征：任意的实际过程2.过程方程：,:多方指

5、数3.图:4.内能变化：5.对外作功：6.吸放热量：,7.热一律：8.摩尔热容:*各等值过程的多方指数：，；，；，；，；8第六章热力学基础如图，求到Ⅱ和到m到Ⅱ的过程中，系统内能的增量、对外作的功及吸收的热量。例１．双原子理想气体，分别经历如图所示的两种过程：①沿;②沿的直线，试求在这两个过程中，气体对外所作的功，内能的增量和吸收的热量？例2.的单原子分子理想气体，从初态经历下列两个准静态过程①的直线②的折线到达终点。试求：1)两个过程中气体内能的改变量；2)直线过程中温度最高点的温度、压强和体积；3)分析过

6、程中的吸、放热情况。§6-5循环过程卡诺循环一．循环过程1.定义：系统从某一状态出发，经过一系列的状态变化过程之后，又返回它的原来状态的变化过程2.特征：，3.分类：正循环(热机循环)和逆循环(致冷循环)4.热机的效率：5.致冷系数：二．卡诺循环1.定义：两条等温线两条绝热线构成的循环理想热机：工质：理想气体外界：两个恒温热源系统：不散热不漏气无摩擦2.卡诺循环的效率讨论：①要大，须或②一个热机起码要有两个热源③8第六章热力学基础1.卡诺逆循环的致冷系数§6-6热力学第二定律一.热力学第二定律的两种表述1.开

7、尔文表述：不可能制成一种循环动作的热机，只从单一热源吸取热量，使之变成有用的功，而其它物体不发生变化2.克劳修斯表述：热量不能自动地从低温物体传向高温物体二.两种表述是等价的1.证明：违背克劳修斯表述，必违背开尔文表述2.证明：违背开尔文表述必违背克劳修斯表述热力学第二定律是反映自然界宏观过程进行方向和条件的规律§6-7可逆过程与不可逆过程一.定义1.可逆过程：一个系统，由某一状态出发，经某一过程变化到另一状态。如果存在另一过程，经历和原来完全一样的中间状态，使系统和外界完全复原2.不可逆过程：不可能使系统和

8、外界完全复原或能复原但经历和原来不一样二.热力学第二定律的实质揭示了包含热现象在内的一切实际宏观过程都是不可逆的开尔文表述：肯定了功热转换过程的砂可逆性克劳修斯表述：肯定了热传导过程的不可逆性三.不可逆过程的方向不均匀状态均匀状态有序状态无序状态混乱度小混乱度大如：自发过程　　　初态　　　终态绝自膨　　　不均　　均匀热传导　　　不均　　均匀扩　散　　　不均　　均匀总之，自然界的一切自发的过程都是不可