大学物理第8章热力学基础ppt课件.ppt

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1、第八章热力学基础1基本内容1.热力学第一定律——讨论过程中系统内能变化与功和热量的关系。2.热力学第二定律——讨论过程的方向性。(自学)2一　热力学过程的相关概念热力学过程：当热力学系统的状态随时间发生变化时，系统经历了一个热力学过程。§8-1热力学第一定律缸内气体受压非静态过程：从一个热力学平衡态转化到另一个热力学平衡态所经历的中间状态是非平衡态的过程。准静态过程：准静态过程：从一个热力学平衡态转化到另一个热力学平衡态所经历的中间状态为平衡态的过程。3说明：A.准静态过程为理想过程气缸B.一个热力学过程为准静态过程的必要条件为过程所经历的时间大于驰豫时间弛豫时间：系

2、统的平衡态被破坏后再恢复到新的平衡态所需要的时间。如：若气缸缸长，则若活塞以每秒几十次的频率运动时，每移动一次经时，C.准静态过程可以用宏观参量图给予表示若活塞以每秒几十次的频率运动时，每移动一次经时，则满足4二　热力学过程中的能量转化1.功（限于准静态过程）dx微小过程气体对外作的元功：dA=pS.dx对有限过程，体积V1V2，则气体对外作的功为=pdV说明：A.这是准静态过程中的功5C.在p-V图上,功是曲线下的面积。曲线下的面积==A由图可知，即使初态和末态相同，不同的过程，气体对外作的功也是不同的。(气体对外作的功)pV21V1V2dVpD.功是过程量B.热

3、力学系统中对功正负符号的规定：体积膨胀时，系统对外作正功，体积缩小时，系统对外作负功。62.热量说明：A.热量是一过程量，而不是状态量B.热量的正负号规定：系统吸收热量为正，放出热量为负当系统与外界有热传递时C.热传递与作功是热力学系统能量发生改变的两种方式其中，c为比热功：宏观位移；有规则能无规则能。热：传热过程；无规则能无规则能。73.内能气体分子动理论表明系统的内能是系统中所有分子的热运动能量和分子间相互作用势能的总和。内能函数还可从热力学方法引进。热功当量实验绝热过程的功与过程所经历的路径无关，完全由初、末状态的状态参量确定。8类似于力学中保守力作功与路径

4、无关的事实而引入势能，也引入一个系统的态函数——内能。内能是由系统的状态(p,V,T)确定的能量，是状态的单值函数对比：气体动理论中：理想气体的内能：绝热94.热力学第一定律（实验定律）Q=E2-E1+AQ———系统从外界吸收的热量E=E2-E1———系统内能的增量A———系统对外作的功物理意义：系统吸收的热量一部分用于改变系统的内能,另一部分用于系统对外作功。这实际上就是能量守恒定律。能制造能量的第一类永动机不可实现。大量实验表明：确定的两热力学平衡状态所经历的中间过程的功和热量的总和是一定的Q-A=E2-E110对微小过程：对理想气体的准静态过程：dQ=dE+d

5、A11例题8-1一定量气体经过程abc:吸热800J,对外作功500J；经过程cda:外界对气体作功300J。问：cda是吸热还是放热过程？解Q=E2-E1+A过程abc:pVabcd正确的解法是：过程abc:800=Ec-Ea+500Ec-Ea=300过程cda:Q=Ea-Ec-300=-600过程cda放热600J。800=E2-E1+500过程cda:Q=E2-E1-300=300-300=012上讲3.功、热量、内能增量的计算2.热力学第一定律1.过程非静态过程准静态过程Q=E2-E1+A间接计算法：Q=E2-E1+A直接计算法：（见下页）13功、热量、内能

6、增量的直接计算功A热量Q内能增量E2-E1计算公式特点与过程有关只与始末状态有关与过程有关对微小过程：dQ=dE+dA14例题8-2如图所示，一定量气体经过程abc吸热700J,问：经历过程abcda吸热是多少？解Q=E2-E1+A过程abc:过程abcda吸热:Q=Ea-Ea+Aabcda=Aabcda=Aabc+Ada=700P(×105pa)4V((×10-3m-3)114oabcd700=Ec-Ea+Aabc=-3×4×102=-500J15例题8-3双原子分子经图示过程abca,求各分过程之A、E和Q及整个过程abca气体对外作的净功。解过程ab:Aab=

7、abcP(atm)4V(l)213o=405.2JEab==-506.5JQab=Eab+Aab=-101.3J过程bc:Abc=pb(Vc-Vb)=-202.6JEbc==-506.5JQbc=Ebc+Abc=-709.1J16Qca=Eca+Aca=1013JabcP(atm)4V(l)213o过程ca:Aca=1013J整个过程abca对外作的净功：A=Aab+Abc+Aca=405.2-202.6+0=202.6J或A=abc的面积=202.6JEca==017一摩尔的物质温度升高(或降低)一度时,它所吸收(或放出)的热量，称为