a4热一律2.ppt

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1、§3-5热力学第一定律应用举例一、对理气准静态等值过程的应用pVOVp1p2ⅠⅡ1、等容过程（p/T=恒）（1）系统从外界吸热（2）系统对外作功（3）系统内能增量2、等压过程（V/T=恒）pVOpV1V2ⅠⅡ（1）系统从外界吸热（2）系统对外作功（3）系统内能增量3、等温过程（pV=恒）pVOp2p1ⅠⅡV2V1（1）系统内能增量（2）系统对外作功（3）系统从外界吸热二、绝热过程(adiabaticprocess)1、理气绝热自由膨胀真空绝热刚性壁隔板T1T2（思考：是否为等温过程？）“自由”——气体向真空膨胀而不受

2、任何外界阻力。由于气体是向真空冲入，所以它对外界不作功，即A=0.又“绝热”→Q=0.∴△E=0.∴理气绝热自由膨胀是等内能的非准静态过程，再次达平衡态时温度复原，T2=T1.2、理气准静态绝热过程（1）特征：đQ=0.（2）过程方程đQ=dE+đA=0đA=pdV=-dE21联立①、②（推导参见书p119）——绝热过程方程（泊松公式）绝热过程方程还可写成（3）绝热过程的功A=Q-△E=-△E思路2：思路1：∴（试比较两种思路的结果、适用条件）（4）绝热线与等温线的比较等温线绝热线OVp课后：将理气4种准静态过程

3、（等容、等压、等温、绝热）的吸热、作功及内能变化列表比较。等温膨胀（E不变）VnETpVnpp=nkT绝热膨胀绝热线比等温线陡，因为：§3-6循环过程一、循环过程(cycleprocess)1、特点：E=02、p-V图:准静态循环过程，常用p-V图上的一条封闭曲线来表示。循环曲线所包围的“面积”等于一次循环净功的大小。3、种类：正循环(热循环)：顺时针进行(一次循环净功A>0)逆循环(致冷循环)：逆时针进行(一次循环净功A<0)pVOⅠⅡA①②二、热机简介（了解）热机——把热能转换为机械

4、能的装置。如蒸汽机、内燃机、汽轮机等。热机中被用来吸热并对外作功的物质叫工作物质（简称“工质”）。火力发电厂的热力循环电力输出水泵A1Q1锅炉汽轮机冷凝器Q2电力输出A2冷凝塔发电机水泵除尘器涡轮传送带锅炉空气碾磨机烟筒水管喷射给水器现代火力发电厂结构示意图现代火力发电厂外貌三、热机的循环效率(cycleefficiency)则对外作净功为A=Q1-

5、Q2

6、.定义循环效率pQ1A

7、Q2

8、VO热循环（正循环）工质对一次正循环：工质从高温热源吸热Q1向低温热源放热

9、Q2

10、(Q2<0)思考：

11、Q2

12、=0可否？即=

13、1可否？§3-7卡诺循环(Carnotcycle)卡诺循环：工质只和两个恒温热源交换热量的准静态、无摩擦的循环。卡诺(Carnot，法国人，1796-1832)此循环在p-V图上可由两条等温线和两条绝热线构成。对理气工质：1→2：3→4：等温过程绝热过程2→3：4→1：（闭合条件）卡诺热机循环的效率§3-8致冷循环(refrigerationcycle)一、致冷系数

14、Q1

15、=A′+Q2则致冷系数定义为二、卡诺致冷循环的致冷系数对一次逆循环，外界对工质作功A′，工质从低温热源吸热Q2，向高温热源放热

16、Q1

17、(Q1<0)

18、，有A′

19、Q1

20、Q2A′

21、Q1

22、A′Q2空调器：既可用作降温又可供暖的致冷机。夏天冬天作业：3.10(p141)、3.20(p143)练习：习题集“热学”一、12、15、16、18—21、23、26、27二、13、18、20、23三、2、3、6—10五、2、33.10解：对氢气分子，已知T1=300K,V1=0.05m3,V2=0.25m3,ν=2mol.(1)绝热膨胀：(2)等温膨胀：(3)等压膨胀：V1V2pVO(1)(2)(3)由于各过程的压强不同，所以在体积变化相同的情况下，气体对外作的功也不同。3.20解：

23、(1)c→a为绝热过程：(2)a→b为等温过程：b→c为等容过程：∴此循环的效率为TVOabc