大学物理第13章 热力学.pptVIP

1、热力学第一定律 2、热功、热量、内能的计算 2、热功、热量、内能的计算 2、热功、热量、内能的计算 2、热功、热量、内能的计算 2、热功、热量、内能的计算 大学物理 第十三章 热力学基础 重点与知识点 第13章 热力学基础 理学院物理系 王 强 * 第13章 *重点与知识点* 一、热力学第一定律 外界对系统作功 W 0 系统放热 Q 0 系统对外界作功 W 0 系统吸热 Q 0 1 2 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： 对无限小过程： 一般规定: 一、热力学第一定律 元功： P 0 V W （P1,V1, T） （P2,V2 , T） 功的大小等于P—V 图上过程曲线 P = P(V) 下的面积 功不仅与初态和末态有关，而且还依赖于所经历的中间状态，功与过程有关。 1) 准静态过程的功的计算 一、热力学第一定律 2)准静态过程的热量的计算 A、摩尔热容 C ： 1 摩尔物质经过某一热力学过程， 温度升高（降低）1K 所需要吸收（释放）的热量。 ν摩尔物质经过一热力学过程： 一、热力学第一定律 2)准静态过程的热量的计算 B、理想气体的等容摩尔热容 CV　与等压摩尔热容 CP （1）等容(定体)摩尔热容： 迈耶公式 i ：理想气体分子的自由度 （2）等压(定压)摩尔热容： 一、热力学第一定律 2)准静态过程的热量的计算 B、理想气体的等容摩尔热容 CV　与等压摩尔热容 CP （3）泊松比 ( Poisson’s Ratio ) (比热容比) 一、热力学第一定律 3)理想气体的内能 ν 摩尔理想气体系统处于某一状态， 温度为T ，其内能 E 为： 一、热力学第一定律 过程特点： 绝热过程的过程方程(绝热方程 ) 绝热过程 绝热线 等温线 绝热线较陡 二、热机效率和致冷机的致冷系数 1、热机效率 2、致冷系数 经历一个循环， 总吸热 总放热 经历一个循环， 总吸热 总放热 三、热力学第二定律 熵 1）开尔文（1851）表述： 不可能制成一种循环动作的热机，只从单一 热源吸取热量，使之全部变成有用的功而不产生 其他任何影响 。 1、热力学第二定律 Second Law of Thermodynamics 2）克劳修斯（1850）表述： 热量不可能自动地从低温物体传到高温物体 热力学第二定律的实质: 自然界一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。 三、热力学第二定律 熵 2、熵 A）熵是状态的单值函数（态函数）； C）熵是广延量，熵值具有可加性。当系统分为几个 部分时， 各部分的熵变之和等于系统的熵变。 B）系统熵增（熵变）与过程无关， 只决定于系统的始态和末态； 系统的总熵 = 各部分熵之和; 即 S=? Si 或 S=∫dS 2 1 B A SA SB 无限小可逆过程: 1）熵概念的引入 三、热力学第二定律 熵 2、熵 2）熵增（熵变）的计算 为了正确计算熵变，必须注意以下几点： A）熵是系统状态的单值函数 B）对于可逆过程熵变可用下式进行计算 C）如果过程是不可逆的不能直接应用上式。由于熵是一个态函数，熵变和过程无关，可以设计一个始末状态相同的可逆过程来代替，然后再应用上式进行熵变的计算。 三、热力学第二定律 熵 3、热力学第二定律的熵表述（熵增加原理） 孤立系统不可逆过程 孤立系统可逆过程 熵增加原理成立的条件: 孤立系统或绝热过程. 熵增加原理：孤立系统的熵永不减少。 或