熱力學(xué)基礎(chǔ)習(xí)題課.ppt

1、熱力學(xué)基礎(chǔ)習(xí)題課,一、基本要求,1、掌握功、熱量和內(nèi)能的概念，理解平衡過(guò)程。,3、理解循環(huán)過(guò)程和卡諾循環(huán),4、理解熱力學(xué)第二定律的兩種敘述，理解可逆過(guò)程和不可逆過(guò)程。,2、熟練分析、計(jì)算理想氣體等值過(guò)程中功、熱量和內(nèi)能。,二、基本內(nèi)容,1、功、熱量、內(nèi)能,2、熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用,(過(guò)程量),(過(guò)程量),(狀態(tài)量),等值過(guò)程 中 和的計(jì)算,見(jiàn)附表,附表：,3、熱循環(huán),4、熱力學(xué)第二定律的兩種表述,（1）正循環(huán),卡諾循環(huán),（2）逆循環(huán),卡諾逆循環(huán),克勞修斯 “熱量不能自動(dòng)的從低溫物體傳向高溫物體”,開(kāi)爾文 “其唯一效果是熱全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ倪^(guò)程是不可能的”,5、可逆過(guò)程和不可逆過(guò)程,6、熵的計(jì)算與

2、熵增加原理,在孤立系統(tǒng)中,三、討論,1、系統(tǒng)吸熱是否一定溫度升高？,例等溫膨脹過(guò)程 吸熱， 對(duì)外作功而內(nèi)能溫度保持不變,又例絕熱過(guò)程 ，但系統(tǒng)內(nèi)能、溫度可以變化,2、對(duì)P-V圖的研究,則 ，或,因?yàn)?而,因,所以,因,所以,（3）圖示ab為等溫過(guò)程，bc和da為絕熱過(guò)程，判斷abeda循環(huán)和abeda循環(huán)的效率高低,以上兩個(gè)循環(huán)吸熱（ab等w溫過(guò)程）相等，但兩循環(huán)對(duì)外作功不同！所以,解：,討論：,無(wú)法直接判斷,從圖上知道,4、準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程是否一定是可逆過(guò)程？可逆過(guò)程是否一定是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程？,討論：,所以,（吸熱！）,準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程不一定是可逆過(guò)程。如果準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程有摩擦存在，由于有熱功轉(zhuǎn)換的不可逆，因而

3、該準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程就是不可逆過(guò)程，沒(méi)有耗散的準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程才是可逆過(guò)程,可逆過(guò)程一定是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。因?yàn)槿绻欠庆o態(tài)過(guò)程是無(wú)法重復(fù)正過(guò)程的狀態(tài),四、計(jì)算,1、0.1mol氧氣經(jīng)歷圖示過(guò)程，其中3-4為絕熱過(guò)程且 ，計(jì)算各過(guò)程的 和,查表（P186）,得,所以,2-3等體過(guò)程,3-4 絕熱過(guò)程,由物態(tài)方程計(jì)算,2、1mol氦氣作如圖循環(huán)，其中bc為絕熱線(xiàn)，ab為等體線(xiàn)，ca為等壓線(xiàn)，求循環(huán)效率,解：,需計(jì)算循環(huán)過(guò)程中的吸熱 和放熱 ，先計(jì)算各點(diǎn)溫度,由理想氣體物態(tài)方程， 得,解：致冷機(jī)所需最小功率，即為卡諾循環(huán)機(jī)的功率。由卡諾循環(huán)的致冷系數(shù),所以,3、（1）夏季的致冷空調(diào)（冷 泵），須將室內(nèi)熱量排到室外 設(shè)為 ，若室內(nèi)溫度為 室外溫度為 ，求該致冷機(jī)所需最小功率,故所需最小功率為667W,則,（2）冬天將致冷機(jī)換向，使他從室外取熱傳入室內(nèi)（熱泵）若室外溫度為 ，室內(nèi)保持 ，仍然用上面的空調(diào)所耗功率，則每秒傳入室內(nèi)的熱量是多少？,解：此時(shí)是把室外作為低溫?zé)嵩矗〉蜏責(zé)嵩吹臒崃肯蚴覂?nèi)（高溫?zé)嵩矗﹤鬟f,已知,由,則