热力学基础讲课教案.ppt

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1、热力学基础2.压强(pressure)p：垂直作用在容器壁单位面积上的气体压力。国际单位：Pa(帕斯卡)Pa=N·m-21标准大气压=1.01325×105Pa1工程大气压=9.80665×104Pa温度的数值表示法——温标。摄氏温标：t℃，冰点为0℃热力学(开氏)温标：TK，冰点为273.15K绝对零度：T=0K3.温度(temperature)T：表征热平衡状态下系统的宏观性质。——冷热程度的物理量水三相点(气态、液态、固态的共存状态)273.16K4.热力学第零定律——测温原理热平衡(thermalequil

2、ibrium)：两个物体互相热接触，经过一段时间后它们的宏观性质不再变化，即达到了热平衡状态。热力学第零定律(Zerothlawofthermodynamics)：在不受外界影响的条件下，如果处于确定状态下的物体C分别与物体A、B达到热平衡，则物体A和B也必相互热平衡。ABCABC二、平衡态(equilibriumstatus)热力学第零定律(Zerothlawofthermodynamics)：在不受外界影响的条件下，如果处于确定状态下的物体C分别与物体A、B达到热平衡，则物体A和B也必相互热平衡。ABCABC二

3、、平衡态(equilibriumstatus)在不受外界影响（即系统与外界没有物质和能量的交换）的条件下，无论初始状态如何，系统的宏观性质在经充分长时间后不再发生变化的状态。平衡态下系统各部分的温度、压强相同。——热动平衡三、准静态过程热力学过程(thermodynamicprocess)：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(approximatestaticprocess)：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

4、想过程！三、准静态过程热力学过程(thermodynamicprocess)：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(approximatestaticprocess)：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)pVO§9-2理想气体的状态方程——状态参量之间的关系一、理想气体(ideagas)：

5、在任何情况下都严格遵守“玻-马定律”、“盖-吕定律”以及“查理定律”的气体。二、理想气体的状态方程(statusequationofideagas)：易得：对于系统质量不变的气体试验证明：1摩尔气体在标准状态下，占有的体积为：标准状态：则对于1摩尔理想气体有：§9-2理想气体的状态方程——状态参量之间的关系一、理想气体(ideagas)：在任何情况下都严格遵守“玻-马定律”、“盖-吕定律”以及“查理定律”的气体。二、理想气体的状态方程(statusequationofideagas)：易得：对于系统质量不变的气体试

6、验证明：1摩尔气体在标准状态下，占有的体积为：标准状态：则对于1摩尔理想气体有：令——称为“摩尔气体常量”从而，对于质量为m、摩尔质量为M的理想气体状态方程可写为：§9-3热力学第一定律内能功热量一、基本物理量1、内能(internalenergy)E——热力学系统的能量它包括了分子热运动的平动、转动、振动能量、化学能、原子能、核能...和分子间相互作用的势能。(不包括系统整体运动的机械能)§9-3热力学第一定律内能功热量一、基本物理量1、内能(internalenergy)E——热力学系统的能量它包括了分子热运动

7、的平动、转动、振动能量、化学能、原子能、核能...理想气体的内能：理想气体的内能是温度的单值函数，它是一个状态量，只和始、末两位置有关，与过程无关。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2、功(work)W热力学系统作功的装置——活塞dlp-V图2、功(work)W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

8、：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。3、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。——功和热量都是过程量，而内能是状态量，通过做功或传递热量的过程使系统的状态（内能）发生变化。热量的单位：国际单位：焦耳（J）工程单位：卡焦耳当量：1卡=4.186焦耳功与热的等效性：作功或传递热