内能功热量.pptVIP

一、系统的内能 热力学系统：所要研究的物体 外界：与系统发生作用的环境 二、热功等效性 讨论：正负号意义 二、准静态过程中的功 讨论: (1)内能是状态的单值函数，所以?E与过程无关 (2)A 相当于过程曲线下的面积，与过程有关，所以Q也与过程有关 §6-3 理想气体的等值过程 　 二、等温过程(T=常数) 三、等压过程(P=常数) 　 　 §6-4 气体的摩尔热容 二、定容摩尔热容Cv 设1mol气体在等容过程中温度升高dT时吸收的热量为(dQ)v，则有 讨论： (1)Cv 只与分子自由度有关 物理意义：每个自由度的平均动能 为(1/2)kT，自由度越多，需要的热量也越多 　 三、定压摩尔热容Cp 设1mol气体在等压过程中温度升高dT时吸收的热量为(dQ)p，则有 讨论: (1)CpCv。物理意义：等压过程吸热, 不仅提高内能，而且对外作功 (2)等压过程 绝热过程：气体与外界无热量交换的变化过程 　 二、绝热过程方程 三、绝热线与等温线 2.物理方法：比较引起 p下降的因素 等温：引起压强下降的因素----V的增加 绝热：引起压强下降的因素----V的增加和T 的下降 　 一、循环过程特征 二、正循环 工质：热机进行热功转换的媒介物质 设工质从高温热源吸热 Q1，向低温热源放热 Q2，对外作功 A 热机效率：一次循环过程中，工质对外作的净功占从高温热源吸收热量的比例，即 三、卡诺循环 两个等温过程和两个绝热过程组成的循环 高温热源T1 一、可逆过程和不可逆过程 定义：若一个过程可以反向进行并返回到原状态，且系统和外界都不发生变化，则该过程称为可逆过程 问题:能否制造效率等于100%的热机? 一、开尔文说法 (1851年) 不可能从单一热源吸取热量，使它完全变为有用功而不引起其他变化 　 第二类永动机： 从单一热源吸热并将其全部用来作功，而不放出热量给其它物体的机器(η=100%) 　 讨论: (1)将热量全部变为功是可能的。如等温膨胀时有Q=A，但这一定要引起其他的变化，如体积增大 (2)使其回到初始状态的循环过程则要放热 (3)开尔文说法反映了功热转换的不可逆性 热量不能自动地从低温物体传向高温物体 　 三、两种说法本质上的一致性 反证法证明： 设克劳修斯说法不成立,即热量可以从低温物体自动地传给高温物体 讨论： 热力学第一定律说明了任何过程中能量守恒 由理想气体状态方程有 1.数学方法：比较两曲线交点A处的斜率 §6-5 绝热过程 等温 绝热 等温线 绝热线 即 即 §6-5 绝热过程 ----绝热线下降比等温线快 §6-5 绝热过程 [例4]如图，对同一气体，I为绝热过程，那么J和K过程是吸热还是放热? 解：对I过程 对J过程 吸热 对K过程 放热 §6-5 绝热过程 [例5]如图，同一气体经过等压过程AB, 等温过程AC，绝热过程AD。问(1)哪个过程作功最多?(2)哪个过程吸热最多?(3)哪个过程内能变化最大? 解： (1)由过程曲线下面积知 A B过程作功最多 (2)等压过程： V? T? §6-5 绝热过程 等温过程： 绝热过程： V? T? §6-5 绝热过程 A B §6-5 绝热过程 (3) 比较 即 过程内能变化最大 A B §6-5 绝热过程 A D 循环过程：周而复始的变化过程 循环包括:正循环(顺时针)--热机 §6-6 循环过程 卡诺循环 逆循环(逆时针)--致冷机 净吸热： 净功 A 为循环过程曲线所包围的面积 净功 §6-6 循环过程 卡诺循环 说明： Q1包括整个循环过程中吸收的热量 Q2包括整个循环过程中放出的热量(绝对值） §6-6 循环过程 卡诺循环 [例6]1mol氧气作如图循环，AB为等温过程，BC 为等压过程，CA 为等容过程。试计算循环效率 解： 吸热 §6-6 循环过程 卡诺循环 放热 §6-6 循环过程 卡诺循环 ab：等温过程 bc：绝热过程 cd：等温过程 da：绝热过程 ----一种理想模型 §6-6 循环过程 卡诺循环 ab：从高温热源T1吸热Q1 热量交换： cd：向低温热源T2放热Q2 (绝对值) §6-6 循环过程 卡诺循环 低温热源T2 高温热源T1 效率： §6-6 循环过程 卡诺循环 由绝热过程方程有： §6-6 循环过程 卡诺循环 外界的功 四、逆循环 (致冷机)　 低温热源T2 §6-6 循环过程 卡诺循环 致冷系数：从低温热源吸收的热量Q2与外界作的功A之比，即 对卡诺致冷机： 高温热源T1 低温热源T2 §6-6 循环过程 卡诺循环 §6-7 可逆过程和不可逆过程 二、自然现象的不可逆性 落叶永离，覆水