大学物理A1-课件---第8章-热力学基础.ppt

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1、第8章热力学基础§8.1准静态过程功热量§8.2热力学第一定律§8.3热力学第一定律对理想气体等值过程的应用§8.4理想气体的绝热过程§8.5循环过程和卡诺循环§8.6热力学第二定律卡诺定理§8.9热力学第二定律的统计意义和熵的概念V热源Q§8.1准静态过程功热量8.1.1准静态过程热力学过程热力学系统的状态随时间发生变化的过程。—实际过程的中间态为非平衡态。2.准静态过程：状态变化过程进行得非常缓慢，以至于过程中的每一个中间状态都近似于平衡态。——平衡过程——理想过程！准静态过程的过程曲线可以用p-V图来描述，图上的每一点分别表示系统的一个平衡态。2211准静态

2、过程的过程曲线可以用p-V图来描述，图上的每一点分别表示系统的一个平衡态。(pB,VB,TB)(pA,VA,TA)pVO在整个过程中，系统一直处于非平衡态，直至过程结束才达到平衡态，这样的过程称为非静态过程非平衡态则不能用一组确定的状态参量来表示，所以也无法在状态图上表示出来．8.1.2准静态过程压力的功热力学系统作功的装置——活塞dlp-V图(pB,VB,TB)(pA,VA,TA)pVOV1V2dV结论：系统所做的功在数值上等于p-V图上过程曲线以下的面积。热力学系统作功的本质：无规则的分子热运动与有规则的机械运动之间的能量转化。结论：系统所做的功在数值上等于p

3、-V图上过程曲线以下的面积。热力学系统作功的本质：无规则的分子热运动与有规则的机械运动之间的能量转化。功是过程量系统对外作功：外界对系统作功：例-1.摩尔理想气体从状态1状态2，设经历等温过程。求气体对外所作的功是多少？【解】体积功的几何意义是什么？31.热量(heat)Q:系统之间由于热相互作用而传递的能量。热量传递的本质：无规则的分子热运动之间的能量转化。热量是过程量热量的单位：工程单位：卡国际单位：焦耳（J）焦耳当量：1卡=4.186焦耳8.1.3热量和热容量系统吸热：系统放热：（1）传热的条件：系统和外界存在温度差说明：（2）传热既与系统和外界的状态有

4、关,还与系统所经历的具体过程有关1、热容量(thermalcapacity)：物体温度升高一度所需要吸收的热量。单位：2、比热(specificheat)：单位质量物质的热容量。单位：3、摩尔热容(Molarspecificheat)：1摩尔物质的热容量。i表示不同的过程（1）定体摩尔热容：1mol理想气体在体积不变的状态下，温度升高一度所需要吸收的热量。（2）定压摩尔热容：1mol理想气体在压强不变的状态下，温度升高一度所需要吸收的热量。（3）Cv,m和Cp,m的关系实验证明：——迈耶公式摩尔热容比（绝热系数）令i为自由度数：单原子i=3双原子i=5多原子i=6

5、§8.2热力学第一定律8.2.1内能(internalenergy)——热力学系统的能量E分子间相互作用的势能。理想气体的内能：分子热运动的动能,是温度的单值函数，是状态量内能变化E只与初末状态有关，与所经过的过程无关，可以在初、末态间任选最简便的过程进行计算。内能变化方式做功热传递分子热运动的动能化学能、原子能、核能§8.2.2热力学第一定律本质：包括热现象在内的能量守恒和转换定律。Q：表示系统吸收的热量，W：表示系统所作的功，E：表示系统内能的增量。QW符号规定+系统吸热系统放热内能增加内能减少系统对外界做功外界对系统做功另一叙述：第一类永动机是不可能制成

6、的。Q=0系统不吸热E=0系统内能不变A>0系统对外界作正功若一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，则此过程的末态与初态相比，（）A．气体内能一定增加B．气体内能一定减小C．气体内能一定不变D．气体内能是增是减不能确定例题8-1:D例题8-2：一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回一开始的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有（）A．Q1—Q2=W2—W1B．Q1=Q2C．W1=W2D．Q1>Q2A§8.3热力学第一定律对理想气体等值过程的应用8.3.

7、1等体过程V热源QdW=0特征：V=d0P-V图：pVV0O只有压力做功的理想气体系统状态变化过程又是平衡过程热力学第一定律的形式等体摩尔热容１mol的理想气体:单原子分子气体双原子分子气体pVV0O二、等压过程特征：气体在状态变化过程中压强保持不变。热源PQP-V图：pVV1V2pO等压摩尔热容P-V图：pVV1V2pO１mol的理想气体:比热容比：单双多5/37/54/3P-V图：pVV1V2pO根据热力学第一定律三、等温过程特征：气体在状态变化过程中温度保持不变。T=恒量，dE=0根据热力学第一定律系统吸热全部用作对外做功：P-V图：pV1V2VO过程曲线

8、（双曲线）