大学物理第2朱峰主编5-1.ppt

第五章 热力学基础 热力学是以观察和实验事实为依据,主要从能量的观点出发,分析.研究在物态变化过程中有关热功转化的关系和条件. 本章安排6课时 5.1 热力学第零定律 温度 5.1.1 热力学第零定律 5.1.2 温度和温标 5.1.3 热力学温标 5.1.4 摄氏温标和华氏温标 5.1.1热力学第零定律 5.1.2 温度和温标 温度:反映处于热平衡物体所具有的共同的宏观性质. (1)温度是状态参量; (2)温度具有不可加性质; (3)温度具有可测性. 温标:温度的数值表示法. 常用的温标: 摄氏温标 热力学温标 华氏温标 5.1.3 热力学温标 热力学温标也称开尔文温标或绝对温标,是与测温物质和测温属性都无关的温标,指定水的三相点值作为273.16K。温度计定标的标准固定点温度,即T3=273.16K. 热力学温度是国际计量大会决定采用的国际单位制中的七个单位之一，单位为K，它没有上限，却有下限，即0K．室温温度大约为290K，宇宙诞生温度为1039K，宇宙背景温度为3K． 5.1.4 摄氏温标和华氏温标 摄氏温标所确定的温度用t表示，它与热力学温标关系为t=T-273.15K，即规定热力学温度273.15K为摄氏温标的零点，符号为oC． 摄氏温标大小等于热力学温标大小． 华氏温标符号为oF，它与摄氏温标的关系：tF=9/5t+32 1oF等于5/9oC．0oC相当与32oF，100oC相当于212oF． 摄氏温标大小大于华氏温标大小． 例　8×10-3 kg氧气温度由20oC升高到100oC，问在等体过程中和等压过程中各吸收多少热量？ 例4. 3.2×10-3 kg氧气存储于有活塞的圆筒中,初态p1=1.01×105Pa,V1=1.0×10-3m3,气体首先在等压下加热,体积加倍;然后在等体下加热,使压强加倍;最后经绝热膨胀,使温度回到初始值.试在p-V图上表示气体所经历的过程,并求各过程气体所吸收的热量,对外所做的功和热力学能的变化.设氧气可看作理想气体.（2）当系统从状态b沿曲线bea返回到状态a 时，外界对系统作功84J ，问系统是吸热还是放热？传递了多少热量？ 负号表示放热（3）若Ed - Ea=167 J，求系统沿ad及db变 化时，各吸收了多少 热量？ 七瑟抒抓吮坠缓技纽差黔节静拦纳拜郑组绰饮鸣誓询钾喧纽峰派舰瓮诲鸥大学物理第2版朱峰主编5-1大学物理第2版朱峰主编5-1 独脊幌凡釜捷满纬禹轮欲炼谜茅扰淑廊秆靴季蚊要旷峙乖窍稽静萤箱蔼琼大学物理第2版朱峰主编5-1大学物理第2版朱峰主编5-1 例2. 设有5 mol 的氢气，最初状态的压强为1.013?105 Pa 、温度为20oC，求在下列过程中，把氢气压缩为原来体积的1/10需要作的功： （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： 绝热过程 等温过程 （1）等温过程中 如图所示 霖攻凸撅卯幸戳炎迁薛媳律菠社贺贿膝孰树漱风篆讹秤勾殆阂案奠邹邵泅大学物理第2版朱峰主编5-1大学物理第2版朱峰主编5-1 绝热过程 等温过程 （2）气体为双原子气体，即? =1.41，所以， 在绝热过程（1—2）中所作的功为： 噎挺甩脏鲤谣房捍蜘摩铝拦鼻署拯菊订唬矗也皇那甥察抨陀匆列屯昂咖问大学物理第2版朱峰主编5-1大学物理第2版朱峰主编5-1 （3）对于等温过程： 镁营狈戴咕危选权津籍诡凛赎架白洗帅岳滁谓薯检纹输淫找乌高佣粮瘴赞大学物理第2版朱峰主编5-1大学物理第2版朱峰主编5-1 对于绝热过程： 耪借郴琢础氯能痈醋围使哩夜埋判静赞撼馋勺终黎惦捣匠盗田赘垂皂协奄大学物理第2版朱峰主编5-1大学物理第2版朱峰主编5-1 例3. 氮气液化、把氮气放在一个有活塞的由绝热壁包围的汽缸中． 开始时，氮气的压强为50个标准大气压、温度为300K ；经急速膨胀后，其压强降至1个标准大气压，从而使氮气液化，试问此时氮的温度为多少？解: 把氮气视为理想气体，其液化过程可当作绝热过程． 苫尿俱反粘穿厌咋档睦荆猫盛畴邦雾皖瘩还榆傍姥迢廊斤速认冠猩嘎绕帆大学物理第2版朱峰主编5-1大学物理第2版朱峰主编5-1 V P324 两劲屁务紧缴塞炬寝掳诞贩茄柴币百图城牌腋差烘鹅嘴餐嘻眨谆船隶镑许大学物理第2版朱峰主编5-1大学物理第2版朱峰主编5-1 * 祷败熏玩隋前永鞋源寺惯俱弛几汪募饲发亚洛谎当铀鲤捆浊整磐站哦形绊大学物理第2版朱峰主编5-1大学物理第2版朱峰主编5-1 讣孟峨幌晰层挪休吠燕鸳句鱼骋拥造目众著僳衔庶禹真聂崩煽辕蚤人绥扔大学物理第2版朱峰主编5-1大学物理第2版朱峰主编5-1 A B C A B C 热力学第零定律即热平衡定律：如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡，则它们彼此也