《熱力學基礎》PPT課件.pptVIP

,第六章 熱力學基礎,第06-1講 熱力學第一定律 第06-2講 絕熱過程 循環(huán)過程 第06-3講 熱力學第二定律,本章分三講,本次課內(nèi)容,6-1 氣體物態(tài)參量 平衡態(tài) 理想氣體物態(tài)方程 6-2 準靜態(tài)過程 功 熱量 6-3 內(nèi)能 熱力學第一定律 6-4 熱力學第一定律在等值過程中的應用,課本 pp177185；練習冊 第二十單元,第06-1講 熱力學第一定律,本次課內(nèi)容重新組合,一 氣體的物態(tài)參量( p,V,T ),1)氣體壓強,2) 體積V :,3) 溫度T:,6-1 氣體物態(tài)參量 平衡態(tài),二 平衡態(tài),實際上的處理： 1 ) 是否可看作平衡態(tài)？足夠長時間 2 ) 具體處理 - 分小段 3 ) 遠離平衡態(tài) - 非線性 耗散結構,三、準靜態(tài)過程,任意時刻的中間態(tài)無限接近 于一個平衡態(tài)， “無限緩慢”,p-V 圖上的一個點.,p-V 圖上的一段曲線.,一、內(nèi)能 功和熱量,實際氣體內(nèi)能： 所有分子熱運動的動能和分子間勢能的總和。,理想氣體內(nèi)能:,內(nèi)能是狀態(tài)量,是溫度T 的單值函數(shù)。,6-2 準靜態(tài)過程 功 熱量,內(nèi)能是狀態(tài)參量T、V的單值函數(shù)。,系統(tǒng)內(nèi)能改變的兩種方式:,做功可以改變系統(tǒng)的狀態(tài) 摩擦升溫（機械功）、電加熱（電功） 功是過程量,熱量傳遞可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能 熱量是過程量,使系統(tǒng)的狀態(tài)改變，傳熱和作功是等效的。,a),b),作功是通過物體作有規(guī)則的宏觀運動來完成的。通過作功來實現(xiàn)物體的有規(guī)則宏觀運動與系統(tǒng)內(nèi)部分子無規(guī)則運動之間的轉換，從而改變系統(tǒng)的內(nèi)能。,傳遞熱量是通過分子之間的無規(guī)則運動來完成的。通過傳遞熱量來實現(xiàn)系統(tǒng)外分子無規(guī)則運動與系統(tǒng)內(nèi)分子無規(guī)則運動之間的轉換，從而改變系統(tǒng)的內(nèi)能。,這條曲線的方程稱為過程方程，準靜態(tài)過程是一種理想的極限。,三、準靜態(tài)過程的功和熱量,當活塞移動微小位移dl時， 系統(tǒng)對外界所作的元功為：,系統(tǒng)體積由V1變?yōu)閂2，系統(tǒng)對外界作總功為：,體積功的計算:,1. 準靜態(tài)過程中的功:,a),公式適用條件: 1 ) 準靜態(tài)過程。 2 ) 外界壓力保持恒定情況下的非準靜態(tài)過程,此時P應理解為外界壓強。,如：氣體的自由膨脹過程中，系統(tǒng)對外作的功A0,3 ) 無論是準靜態(tài)過程，還是非準靜態(tài)過程，體積不變時，都有A0,b) 功的圖示：,功的大小等于PV圖上過程曲線下的面積。,功是過程量,Cm (摩爾熱容)：1mol物質升高1K所吸收的熱量,熱容法:,利用熱力學第一定律:,2. 準靜態(tài)過程中熱量的計算:,a ),b ),系統(tǒng)從外界吸收的熱量,一部分使系統(tǒng)的內(nèi)能增加, 另一部分使系統(tǒng)對外界做功 .,準靜態(tài)過程,微小過程,6-3 熱力學第一定律,一、熱力學第一定律,：系統(tǒng)對外界作的功,系統(tǒng)內(nèi)能的增量,a）能量轉換和守恒定律 . 第一類永動機是不可能制成的 . b）實驗經(jīng)驗總結，自然界的普遍規(guī)律 .,6-4 、熱力學第一定律在理想氣體等值過程中的應用,等體過程中，外界傳給氣體的熱量全部用來增加氣體的內(nèi)能，系統(tǒng)對外不作功。,等體過程: 特征: dV=0,功： A0,由熱力學第一定律得：,一. 熱力學第一定律在理想氣體等值過程中的應用,等壓過程中系統(tǒng)吸收的熱量一部分用來增加系統(tǒng)的內(nèi)能，一部分用來對外做功。,等壓過程 : 特征: dP=0,3. 等溫過程: 特征: d T=0 dE=0,二. 氣體的摩爾熱容量,1摩爾物質溫度升高1K時所吸收的熱量稱為該物質的摩爾熱容，用C來表示:,1.摩爾熱容量的定義:,單位：,理想氣體,理想氣體的內(nèi)能另表述,1.) 理想氣體的定體摩爾熱容:,2、理想氣體的摩爾熱容量:,邁耶公式,在等壓過程，溫度升高1度時，1mol理想氣體多吸收8.31J的熱量，用來轉換為膨脹時對外做功。,3.) 比熱容比:,2. ) 理想氣體的定壓摩爾熱容,摩爾數(shù)為 的理想氣體在等壓過程中吸收的熱量為:,單:,雙:,例:某理想氣體的p-V關系如圖所示，由