热力学基础n资料上课讲义.ppt

《热力学基础n资料上课讲义.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、热力学基础n资料当热力学系统在外界影响下，从一个状态到另一个状态的变化过程，称为热力学过程，简称过程。热力学过程非静态过程准静态过程一、准静态过程准静态过程：系统从一平衡态到另一平衡态，如果过程中所有中间态都无限接近于一个平衡态的过程。非静态过程：系统从一平衡态到另一平衡态，过程中所有中间态为非平衡态的过程。p－V图上，一点代表一个平衡态，一条连续曲线代表一个准静态过程。这条曲线的方程称为过程方程，准静态过程是一种理想的极限。二内能、功和热量热力系的内能：所有分子热运动的动能和分子间势能的总和，理想气体系统

2、的内能是状态量,是热力系状态的单值函数。内能的改变只决定于初、末状态而与所经历的过程无关。理想气体的内能就是理想气体的热能.准静态过程的功当活塞移动微小位移dx时，系统对外界所作的元功为：系统体积由V1变为V2，系统对外界作总功为：1、体积功的计算系统对外作正功；系统对外作负功；系统不作功。比较a,b下的面积可知，功的数值不仅与初态和末态有关，而且还依赖于所经历的中间状态，功与过程的路径有关。——功是过程量由积分意义可知，功的大小等于p—V图上过程曲线p(V)下的面积。2、体积功的图示热量:在热传递过程中,

3、系统吸收或放出能量的多少.热量是过程量热量是系统与外界热能交换的量度。Cm(摩尔热容)：1mol物质温度升高1K所吸收的热量摩尔热容摩尔物质吸收的热量摩尔热容Cm和热量Q均为过程量定压摩尔热容定容摩尔热容三、热力学第一定律某一过程，系统从外界吸热Q，对外界做功W，系统内能从初始态E1变为E2，则由能量守恒：Q>0，系统吸收热量；Q<0,系统放出热量；W>0,系统对外作正功；W<0,系统对外作负功；E>0,系统内能增加，E<0,系统内能减少。规定热力学第一定律的普遍形式对无限小过程对于准静态过程，如果系统

4、对外作功是通过体积的变化来实现的，则热力学第一定律另一表述：制造第一类永动机(能对外不断自动作功而不需要消耗任何燃料、也不需要提供其他能量的机器)是不可能的。热力学第一定律的普遍形式5-2热力学第一定律对理想气体的应用1.等容过程V=恒量，dV=0，dW=pdV=0，T2T1pV0ab则定容摩尔热容为一、四个基本过程2.等压过程p=恒量12p21OVVV等压过程中系统吸收的热量一部分用来增加系统的内能，一部分用来对外做功。迈耶公式绝热系数在等压过程，温度升高1度时，1mol理想气体多吸收8.31J的热量，用

5、来转换为膨胀时对外做功。定压摩尔热容为3.等温过程T=恒量，dT=0，dE=0。pVp1p2III..OV2V1等温过程中系统吸收的热量全部转化为对外做功，系统内能保持不变。4.绝热过程绝热过程：系统不与外界交换热量的过程。绝热过程中系统对外做功全部是以系统内能减少为代价的。由热力学第一定律和理想气体状态方程，可得绝热方程气体绝热自由膨胀气体真空Q=0，W=0，△E=0(绝热方程的泊松方程）绝热线与等温线比较膨胀相同的体积绝热比等温压强下降得快绝热线等温线等温绝热绝热线比等温线更陡。例:1mol单原子理想气

6、体,由状态a(p1,V1)先等压加热至体积增大一倍，再等容加热至压力增大一倍，最后再经绝热膨胀，使其温度降至初始温度。如图，试求：（1）状态d的体积Vd；（2）整个过程对外所作的功;（3）整个过程吸收的热量。解：（1）根据题意又根据物态方程OVp2p1p1V12V1abcd再根据绝热方程（2）先求各分过程的功OVp2p1p1V12V1abcd（3）计算整个过程吸收的总热量有两种方法方法一：根据整个过程吸收的总热量等于各分过程吸收热量的和。OVp2p1p1V12V1abcd方法二：对abcd整个过程应用热力学

7、第一定律：OVp2P1P1V12V1abcd作业热力学基础(一)(二)物质系统经历一系列变化后又回到初始状态的整个过程叫循环过程，简称循环。循环工作的物质称为工作物质，简称工质。循环过程的特点：E=0若循环的每一阶段都是准静态过程，则此循环可用p-V图上的一条闭合曲线表示。pVabcd沿顺时针方向进行的循环称为正循环。沿反时针方向进行的循环称为逆循环。二、循环过程(Cyclicalprocess)1.循环过程的特点正循环工质在整个循环过程中对外作的净功W等于曲线所包围的面积。整个循环过程工质从外界吸收热量

8、的总和为Q1放给外界的热量总和为Q2正循环过程是将吸收的热量中的一部分Q净转化为有用功，另一部分Q2放回给外界W正循环过程对应热机，逆循环过程对应致冷机。A-高温热源B-锅炉　　　C-泵D-气缸　　　E-低温热源蒸汽机水在锅炉内加热，产生高温高压气体（吸热过程），进入气缸;推动活塞对外作功（内能减少），之后进入冷凝器（向低温热源放热），尔后通过泵将水压入锅炉，进入第二次循环…...。用效率表示热机的效能,以表示