第八章 热力学基础.ppt

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1、一掌握内能、功和热量等概念.理解准静态过程.二掌握热力学第一定律，理解理想气体的摩尔定体热容、摩尔定压热容，能分析计算理想气体在等体、等压、等温和绝热过程中的功、热量和内能的改变量.第八章教学基本要求三理解循环的意义和循环过程中的能量转换关系，会计算卡诺循环和其它简单循环的效率.四了解可逆过程和不可逆过程，了解热力学第二定律和熵增加原理.作业P281-11,1218,19P282-14,16实验证明系统从A状态变化到B状态，可以采用做功和传热的方法，不管经过什么过程，只要始末状态确定，做功和传热之和保持不变.一内能（状态量）2AB1**2AB1

2、**8.1.1内能功和热量系统内能的增量只与系统起始和终了状态有关，与系统所经历的过程无关.理想气体内能:表征系统状态的单值函数,理想气体的内能仅是温度的函数.2AB1**2AB1**改变系统内能的方法：作机械功改变系统状态的焦耳实验AV作电功改变系统状态的实验二、功作功是与宏观位移相联系的。当热力学过程中发生作功这种相互作用时，则伴随着无规则的热运动与其他有规则的运动形态（如机械运动、电磁运动）之间的能量的转换，从而改变系统的内能。宏观运动能量热运动能量功：是作功过程能量传递和转换的量度。三、热量热传递则是与温度差的存在相联系的，主要是通过系

3、统与外界接触边界处分子之间的碰撞完成的，是系统内、外分子的无规则热运动之间交换能量的过程，过程中没有热运动形态与其它运动形态之间的能量转换，只有能量的转移。热量：通过传热方式传递能量的量度。1）过程量：与过程有关；2）等效性：改变系统热运动状态（内能）作用相同；宏观运动分子热运动功分子热运动分子热运动热量3）功与热量的物理本质不同.1卡=4.18J，1J=0.24卡功与热量的异同作功和热传递都是使内能发生变化的具体方式8.1.2准静态过程热力学过程：热力学系统的状态随时间而变化的过程热力学过程是由一系列的中间状态组成的。而实际的热力学过程都是非

4、静态过程，过程中间的每一个状态都是非平衡态。弛豫时间（）：系统由非平衡态到达平衡态所需的时间。准静态过程：在过程进行中的每一时刻，系统的状态都无限接近于平衡态。它是过程无限缓慢地进行的极限，是一种理想过程。准静态过程：从一个平衡态到另一平衡态所经过的每一中间状态均可近似当作平衡态的过程.气体活塞砂子12准静态过程的条件：t过程进行>>1.体积功的计算注意：作功与过程有关.8.1.3准静态过程的功与热量2.体积功的图示：是过程曲线与边界线所围成的面积8.2.1热力学第一定律系统从外界吸收的热量,一部分使系统的内能增加,另一部分使系统对外界做

5、功.准静态过程微小过程12**1）能量转换和守恒定律.第一类永动机是不可能制成的.2）实验经验总结，自然界的普遍规律.+系统吸热系统放热内能增加内能减少系统对外界做功外界对系统做功第一定律的符号规定物理意义计算各等值过程的热量、功和内能的理论基础（1）（理想气体的共性）（2）解决过程中能量转换的问题（3）（理想气体的状态函数）（4）各等值过程的特性.7.2.2热力学第一定律在理想气体等值过程中的应用单位一等体过程定体摩尔热容热力学第一定律特性常量定体摩尔热容:理想气体在等体过程中吸收的热量，使温度升高,其定体摩尔热容为过程方程常量对于1摩尔的理

6、想气体的内能：等体过程：等体升压12等体降压12物理意义：理想气体状态改变时，其内能的改变量总可以用和两条等温线之间的一个等容过程中系统所吸收的热量来量度，即无论任何两个状态之间的内能的改变量都可以用上式来计算。12二等压过程定压摩尔热容过程方程常量热一律特性常量功W由理想气体状态方程可得：定压摩尔热容:理想气体在等压过程中吸收的热量，温度升高，其定压摩尔热容为对（1摩尔）求微分：∵是等压过程，∴可得定压摩尔热容和定体摩尔热容的关系摩尔热容比等压过程：且：热容比热容12W等压膨胀12W等压压缩WW比热容三等温过程热力学第一定律恒温热源T12特征

7、常量过程方程常量12等温膨胀W12W等温压缩WW128.4.1绝热过程与外界无热量交换的过程特征绝热的汽缸壁和活塞热一律若已知及12W从可得由热力学第一定律有8.4.2绝热过程方程的推导分离变量得12绝热方程常量常量常量12W绝热膨胀12W绝热压缩WW绝热线和等温线绝热过程曲线的斜率等温过程曲线的斜率绝热线的斜率大于等温线的斜率.常量常量ABC常量例1设有5mol的氢气，最初的压强为温度为，求在下列过程中，把氢气压缩为原体积的1/10需作的功:1）等温过程，2）绝热过程.3）经这两过程后，气体的压强各为多少？解1）等温过程2）氢气为双原子气体得

8、，有12常量3）对等温过程对绝热过程,有12常量例8.11mol单原子理想气体，由状态，先等体加热至压强增大1倍，再等压加热至体积增大1倍，最后再经绝