大学物理 第八章 热力学基础ppt课件.ppt

《大学物理 第八章 热力学基础ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

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V热源Q8.1.1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。(pB,VB,TB)(pA,VA,TA)pVO2211在整个过程中，系统一直处

2、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准静态过程功热量8.1.2准静态过程压力的功dlp-V图(pB,VB,TB)(pA,VA,TA)pVOV1V2dV结论：热力学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。功是过程量系统对外作功：体积膨胀，外界对系统作功：体积收缩【例8-1】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？3系统之间由于热相互作用而传递

3、的能量。热量的单位：国际单位：焦耳（J）工程单位：卡1卡=4.186焦耳8.1.3热量系统吸热：系统放热：（1）传热的条件：系统和外界存在温度差（2）传热既与系统和外界的状态有关，还与系统所经历的具体过程有关热量传递的本质：无规则的分子热运动之间的能量转化。热量是过程量(1798年，美国物理学家本杰明.汤姆逊，即伦福德伯爵在德国进行炮膛钻空实验时提出此概念；1799年，戴维H.Davy，法拉第的老师，做真空中的摩擦实验，以证明热是物体微粒的振动所致。)8.1.4系统内能——热力学系统的能量E内能包含系统内：(1)分子热运动的能量；(2)分子间势能和分子内的势能;(3)分子内部、原子内部运动的

4、能量；(4)电场能、磁场能等。T不太高时，系统状态变化主要由:热运动的能量分子间势能的变化所引起，其它形式的运动能量基本不改变。（直接计算）内能变化E只与初末状态有关，与所经过的过程无关。——气体内能是系统状态的单值函数一般气体系统内能：对理想气体的内能：——是温度的单值函数内能变化方式做功热传递改变系统状态3.作功与热传递的区别：热传递是通过分子间碰撞完成的，即通过微观粒子相互作用将分子无规则热运动能量自一物体转移到另一物体；2.热-功转换是不能直接进行的，必须通过内能来转换，内能是中介；8.1.5热功等效性(1850年提出)作功和热量传递具有相同的效果1卡=4.186J(187

5、8年焦耳贡献)作功是通过物体的宏观位移，将物体有规则的机械能转化为系统分子无规则热运动能量，从而改变E；Firesyringe1、热容量物体温度升高一度所需要吸收的热量。2、比热单位质量物质的热容量。3、摩尔热容1摩尔物质的热容量。（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。8.1.6热容量（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,和Cp,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：§8.2.1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。QW+系统吸热系统放热内能

6、增加内能减少系统对外界做功外界对系统做功§8.2热力学第一定律热力学第一定律适用于任何系统(气液固)的任何过程(非准静态过程也适用),热力学第一定律的另一叙述：第一类永动机是不可能制成的。第一类永动机：Q=0，E=0，A>0的机器;例【8-2】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D【例8-3】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

7、过程中一定有（）A．Q1—Q2=W2—W1;B．Q1=Q2C．W1=W2;D．Q1>Q2A【例8-4】如图,一个四周绝热的气缸,中间有一固定的用导热材料制成的导热板C把气缸分成A.B两部分,D是一绝热活塞,A中盛有1molHe,B中盛有1molN2,今外界缓慢地移动活塞D压缩B部分气体,对气体作功A,求此过程中B部分气体内能的变化。CDAHeBN2Q解:设此过程由B传向A的热量为Q即：【例8-5】