平衡态理想气体物态方程(无文字说明).pptVIP

气体动理论 及热力学　 1)功 准静态过程功的计算 注意：作功与过程有关 . 宏观运动能量 热运动能量 功是能量传递和转换的量度，它引起系统热运动状 态的变化 . 2 功和热能 2)　热量(heat)（过程量） 通过传热方式传递能量的量度，系统和外界之间存在温差而发生的能量传递 . 1）过程量：与过程有关； 2）等效性：改变系统热运动状态作用相同； 宏观运动 分子热运动 功 分子热运动 分子热运动 热量 3）功与热量的物理本质不同 . 1卡(calorie) = 4.18 J ， 1 J = 0.24 卡 热量与功的异同 吸热 放热 规定 气体对外界作功 气体对外界不作功 外界对气体作正功，气体对外界作负功 注意 气体对外界作功 外界对气体作功 作机械功改变系统 状态的焦耳实验 A V 作电功改变系统 状态的实验 二　热力学第一定律 系统从外界吸收的热量,一部分使系统的内能增加, 另一部分使系统对外界做功 . 微小过程 1 2 * * 1）能量转换和守恒定律。第一类永动机(perpetual motion machine)－－不消耗内能，不需外界传递热量而对外作功－－是不可能制成的。 2）实验经验总结，自然界的普遍规律。 + 系统吸热 系统放热 内能增加 内能减少 系统对外界做功 外界对系统做功 第一定律的符号规定 物理意义 一 等体(等容)过程 热力学第一定律 特性 常量 过程方程 常量 5-8 热力学第一定理对理想气体的应用 理想气体的内能 单位 定容摩尔热容(量): 1mol理想气体在等体过程中升高单位 温度所吸收的热量 5-8 热力学第一定理对理想气体的应用 热力学第一定律 等体升压 1 2 等体降压 1 2 理想气体的内能 等压膨胀过程所吸收的热量 一部分用于对外界作功。 一部分用于增加系统的内能 系统保持压强 p 不变 理想气体的物态方程 定压摩尔热容 （1mol气体在等压过程中温度升高1K所吸收的热量） 定压摩尔热容 定体摩尔热容 摩尔比热容 定压、定体两种摩尔热容量之比 全过程系统吸收量热、对外作功及内能变化 1.75 10 (J) 1.09 10 (J ) 2.84 10 (J) 放热 内能减少 等体 262.5 (K) 等压 210 (K) 1.75 10 (J) 外界对系统作功 理想气体的内能 等温过程气体吸收的热量全部转化为对外作功。 理想气体的物态方程 系统保持温度 不变 常量 过程方程 绝热线 等温线 20.8 J mol K 等温过程 5.74 10 (J) 理想气体物态方程 过程 过程方程 常量 常量 常量 常量 或 或 或 等体 等压 等温 例2: 一定量的理想气体从初态a(P1,V1)经等温过程到达体积为4V1的b态，再经过等压过程到达c，最后经等容过程回到a点。求各个过程系统对外所作的功和吸收的热量及内能变化。 解：（1）画出P-V图 a(P1,V1) b(Pb,4V1) c(Pc,V1) V1 4V1 V P (2)整个过程由三个过程组成：等温、等压和等容，因此 显然： (3)计算每个过程的热量和功： 等温： 等压： 等容： a(P1,V1) b(Pb,4V1) c(Pc,V1) V1 4V1 V P （4）整个吸收的热量和功： a(P1,V1) b(Pb,4V1) c(Pc,V1) V1 4V1 V P 例题7-1 设质量一定的单原子理想气体开始时压强为3.039×105Pa，体积为1L，先作等压膨胀至体积为2L，再作等温膨胀至体积为3L，最后被等体冷却到压强为1.013×105Pa。求气体在全过程中内能的变化、所作的功和吸收的热量。 1 2 3 3 1 0 V/L P/（1.013×105Pa） a b c d 解 (1)如图，ab、bc、及cd分别表示等压膨胀、等温膨胀及等体冷却过程。 12-1 平衡态 理想气体物态方程 第十二章 气体动理论 物理学 第五版 第十二章 气体动理论 物理学 第五版 第 五 章 研究对象 热运动: 构成宏观物体的大量微观粒子的永不休止的无规则运动. 热现象: 与温度有关的物理性质的变化. 研究对象特征 单个分子: 无序、具有偶然性、遵循力学规律. 整体(大量分子): 服从统计规律 . 宏观量: 表示大量分子集体特征的物理量(可直接测量)，如 p，V，T 等. 微观量: 描述个别分子运动