热力学第一定律热力学第二定律.ppt

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1、第三章热力学第一定律1研究对象与外界有功，有热交换:1.热力学系统：热力学研究的对象称为热力学系统（研究气体系统），其它均称为外界。系统的分类：研究对象与外界无功，有热交换:研究对象与外界有功，无热交换:研究对象与外界无功，无热交换:一般系统透热系统绝热系统封闭（孤立）系统一、基本概念22.热力学过程:状态随时间变化的过程（1）按系统与外界的关系分类:自发过程：无外界帮助，系统的状态改变。非自发过程：有外界帮助，系统的状态改变。非平衡态到平衡态平衡态到非平衡态（2）按过程中经历的各个状态的性质分

2、类:准静态过程（平衡过程）：初态、每个中间态、终态都可近似地看成是平衡态的过程。非静态过程（非平衡过程）：只要有一个状态不是平衡态，整个过程就是非静态过程。过程分类：3（3）按过程的特征分类:等容过程：dV=0等压过程：dP=0等温过程：dT=0绝热过程：dQ=0，Q=0循环过程：dE=0E终态=E初态4PV图上一条线，表示一个平衡过程。PV图上一个点，表示一个平衡状态。3．过程曲线4．功、热量、内能PV非平衡态，非平衡过程不能在PV图上表示！！5二、功、热量、内能★特点：（不仅与始末两态有关，

3、而且与经历的中间过程有关）过程量★气体对外界所做的元功★气体体积从V1变化到V2时，系统对外界做的总功1.功改变内能的方法外界对系统作功（或反之）。外界对系统传热（或反之）。6外界对系统作功，A为负。10此过程所作的功反映在P-V图上，就是曲线下的面积。1V2V12系统对外界作功，A为正。20上图：系统对外界作了功，系统的状态变了，内能也变了。“功”是系统内能变化的量度，PVdV符号法则：注意：功不仅与初、末态有关，还与过程有关是过程量。7★理想气体最重要的四个等值过程的功①等温过程（T＝常数）

4、等温8②绝热过程比热容比绝热9③等压过程④等容过程102.热量★特点：过程量（有不同的摩尔热容量）系统吸热，Q为正。系统放热，Q为负。★符号法则：（不同的过程有不同的热量）★摩尔热容量Cm：一摩尔物质温度升高1K时系统从外界吸收的热量。11热量:②定压摩尔热容量CP,m：P=常数①定容摩尔热容量CV,m：V=常数123.内能状态量★特点：(只与始末两态有关，与中间过程无关)★气体的内能1310作功和传热对改变系统的内能效果是一样的。（要提高一杯水的温度，可加热，也可搅拌）20国际单位制中，功、热

5、、内能单位都是焦耳（J）。（1卡=4.18焦耳)30功和热量都是系统内能变化的量度,但功和热本身绝不是内能。内能：态函数,系统每个状态都对应着一定内能的数值。功、热量：只有在状态变化过程中才有意义，状态不变，无功、热可言。40作功、传热在改变内能效果上一样，但有本质别：作功：通过物体宏观位移来完成，是系统外物体的有规则运动与系统内分子无规则运动之间的转换。传热：通过分子间的相互作用来完成，是系统外、内分子无规则运动之间的转换。注意：14三、热力学第一定律★微分形式★积分形式1.数学表达式准静态过

6、程152.热力学第一定律的物理意义（1）系统从外界所吸收的热量Q,一部分用于系统对外作功，一部分使系统内能增加。（2）热一律是包括热现象在内的能量转换和守恒定律。问：经一循环过程不要任何能量供给不断地对外作功，或较少的能量供给，作较多的功行吗？第一类永动机是不可能制成的！热一律可表述为：1610热一律的适用范围：任何热力学系统的任何热力学过程。(平衡过程可计算Q、A)20对只有压强作功的系统热一律可表为：注意：173.热力学第一定律对理想气体等值过程的应用对平衡过程计算:根据：181.等容过程（

7、1）特征：V=恒量，dV=0，参量关系:P/T=恒量（2）热一律表式：对有限变化过程系统吸收的热量全部用来增加系统本身的内能。意义：19（3）定容摩尔热容：1摩尔气体在等容过程中，温度升高（或降低）1K所吸收（或放出）的热量。单原子分子双原子分子多原子分子20（4）内能增量：等容过程（适用于任何过程）212.等压过程（1）特征：P=恒量，dP=0，参量关系:（2）热一律表式：作功：内能增量：意义：系统吸收的热量，一部分对外作功，一部分增加自身的内能。22（3）定压摩尔热容：1摩尔气体在等压过程中

8、，温度升高（或降低）1K所吸收（或放出）的热量。（迈耶公式）23比热容比单原子分子双原子分子等压过程多原子分子243.等温过程（1）特征：T=恒量，dT=0，dE＝0参量关系：PV=恒量（2）热一律表式意义：系统吸收的热量全部用来对外作功。功：25（3）“定温摩尔热容”等温过程26作业：3.13.33.63.7271.等容过程2.等压过程283.等温过程29(AdiabaticProcess)4.绝热过程（1）特征参量关系（泊松方程）（2）热一律表式绝热30意义：当气体绝热膨胀对外作功时，气体内