热力学基础07级培训资料.ppt

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1、热力学基础07级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:2.非静态过程1.准静态过程二、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可以近似地看作平衡态的过程。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。准静态过程V1V2P1P2.试想一容器有某种气体处于某种状态，持续（如:一粒/秒）向活塞上轻放沙粒，则气体从一种状态变为另一状

2、态的过程可近视为准静态过程。放置沙粒一天以后三、准静态过程的功和热量当活塞移动微小位移dl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。2、体积功的图示比较a,b过程可知，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”。元功：由I态到II态的功：准静态过程中热量的计算2、热容法1、利用热力学第一定律一、热力学第一定律某一过程，系统从外界吸热Q，对外界做功A，系统

3、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；A>0,系统对外作正功；A<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7-2热力学第一定律对无限小过程对于准静态过程，如果系统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。二、热力学第一定律在理想气体等值过程中的应用1.等体过程V=恒量，dV=0，dA=pdV=0，T2T1pV0ab等体过程中，外界传给气体的热量

4、全部用来增加气体的内能，系统对外不作功。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。3.等温过程T=恒量，dT=0，dE=0pVp1p2III..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。例1.用绝热材料制成的一个容器，体积为2V0，被绝热板隔成A、B两部分，A内储有1mol单原子理想气体，B内储有2mol双原子理想气体，A、B两部分压强相等均为p0，两部分体积均为V0，则(1)两种气体各自的内能分别为；；(2)抽去绝热板，两种气体混合后处于平衡时的温度为T=．解

5、：根据理想气体内能公式：BA1.A气体的内能为：B气体的内能为：2.由于绝热，抽去绝热板前后，内能不变。例4.处于平衡态A的热力学系统，若经准静态等容过程变到平衡态B，将从外界吸收热量416J，若经准静态等压过程变到与平衡态B有相同温度的平衡态C，将从外界吸收热量582J．所以，从平衡态A变到平衡态C的准静态等压过程中系统对外界所作的功为．解：已知从A到B的过程为等容过程，则作功为零，根据热力学第一定律，吸收的热量全部转换为内能，即：pVABC0而B和C有相同的温度，因而有相同的内能，根据热力学第一定律，从平衡态A变到平衡态C的准静态等压过程中系统对外界作的功

6、为：等温线166J7-3气体的摩尔热容量一、热容量与摩尔热容量表示升高1K所吸收的热量热容量：系统在某一无限小过程中吸收热量dQ与温度变化dT的比值称为系统在该过程的热容量（C）摩尔热容量：1mol物质的热容量（Cm）单位质量的热容量叫比热容。二、理想气体的摩尔热容量1、理想气体的定体摩尔热容量理想气体单原子理想气体双原子理想气体多原子理想气体理想气体的内能可另表述为：迈耶公式在等压过程，温度升高1度时，1mol理想气体多吸收8.31J的热量，用来转换为膨胀时对外做功。2、理想气体的定压摩尔热容量绝热系数3、比热容比理想气体：单元自测热力学自测题填空第三题例2

7、.某种气体(视为理想气体)在标准状态下的密度为=0.0894kg/m3,则该气体的定压摩尔热容Cp=，定容摩尔热容Cv=．解：根据理想气体状态方程：则该气体的摩尔质量为：则知此气体为氢气，其自由度为i=5定压摩尔热容为：定容摩尔热容为：29.08520.775例5.一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为200J，若此种气体为单原子分子气体，则该过程中需吸热J；若为双原子分子气体，则需吸热J．解：等压过程中气体所作的功为：此过程中气体所吸收的热为：显然对单原子气体：显然对双原子气体：500700一、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

8、部是以系统内能减少为代价的。绝热方程气