热力学基础习题课.ppt

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1、热力学基础习题课一、基本要求1、掌握功、热量和内能的概念，理解平衡过程。3、理解循环过程和卡诺循环4、理解热力学第二定律的两种叙述，理解可逆过程和不可逆过程。2、熟练分析、计算理想气体等值过程中功、热量和内能。二、基本内容1、功、热量、内能2、热力学第一定律及其应用(过程量)(过程量)(状态量)等值过程中和的计算见附表等温过程等压过程等体过程绝热过程附表：3、热循环4、热力学第二定律的两种表述（1）正循环卡诺循环（2）逆循环卡诺逆循环克劳修斯“热量不能自动的从低温物体传向高温物体”开尔文“其唯一效果是热全部转变为功的过程是不可

2、能的”5、可逆过程和不可逆过程★6、熵的计算与熵增加原理在孤立系统中三、讨论1、系统吸热是否一定温度升高？讨论：首先要明白热量是热传递能量，而温度是系统热运动程度的量度。因此，系统的温度变化与热量传递无必然联系。例等温膨胀过程吸热，对外作功而内能温度保持不变又例绝热过程，但系统内能、温度可以变化2、对P-V图的研究讨论：由绝热过程知（103）则，或若123过程，有（1）图示103为绝热线，试讨论123和13过程中和的正负因为而若13过程，仍有（2）图示气体经历的各过程，其中ad为绝热线，图中两虚线为等温线，试分析各过程的热容量

3、的正负讨论：1）ad过程为绝热过程，则2）bd仍有因所以2）cd仍有因所以（3）图示ab为等温过程，bc和da为绝热过程，判断abeda循环和abeda循环的效率高低以上两个循环吸热（ab等w温过程）相等，但两循环对外作功不同！所以解：讨论：等温绝热12过程作功多少？12过程内能增加多少？（为什么？）那么12过程热量的正负如何？无法直接判断从图上知道（4）图示，试判断12过程中的正负4、准静态过程是否一定是可逆过程？可逆过程是否一定是准静态过程？讨论：所以（吸热！）准静态过程不一定是可逆过程。如果准静态过程有摩擦存在，由于有热

4、功转换的不可逆，因而该准静态过程就是不可逆过程，没有耗散的准静态过程才是可逆过程可逆过程一定是准静态过程。因为如果是非静态过程是无法重复正过程的状态四、计算1、0.1mol氧气经历图示过程，其中3-4为绝热过程且，计算各过程的和解：12为等压过程查表（P186）得所以2-3等体过程3-4绝热过程由物态方程计算2、1mol氦气作如图循环，其中bc为绝热线，ab为等体线，ca为等压线，求循环效率解：需计算循环过程中的吸热和放热，先计算各点温度由理想气体物态方程，得ab为吸热（等体过程）ca为放热（等压过程）解：致冷机所需最小功率，

5、即为卡诺循环机的功率。由卡诺循环的致冷系数所以3、（1）夏季的致冷空调（冷泵），须将室内热量排到室外设为，若室内温度为室外温度为，求该致冷机所需最小功率故所需最小功率为667W则（2）冬天将致冷机换向，使他从室外取热传入室内（热泵）若室外温度为，室内保持，仍然用上面的空调所耗功率，则每秒传入室内的热量是多少？解：此时是把室外作为低温热源，吸取低温热源的热量向室内（高温热源）传递已知由则每秒传入室内的热量为4、孤立系统中的水，和的冰混合后冰全部融化解：平衡时温度为求（1）达到平衡时的温度（2）系统的熵变（）得熵变：冰水的水的水所

6、以，系统的熵变的水的水