大学热学第10讲热力学第1定律.ppt

§5.1 热力学过程 §5.2 功 §5.3 热量 §5.4 热力学第一定律 §5.5 热容量 焓 §5.6 气体的内能 焦耳-汤姆逊实验;§5.2 功(准静态过程);.体积功的计算;§5.1 热力学过程 §5.2 功 §5.3 热量 §5.4 热力学第一定律 §5.5 热容量 焓 §5.6 气体的内能 焦耳-汤姆逊实验;三、结论;一、热量;??热量和功是系统状态变化中伴随发生的两种不同的能量传递形式，它们都与状态变化的中间过程有关，因而不是系统状态的特征，而是过程的特征。;热量来源于热学相互作用。;三、结论;二、人类对热量的认识;二、人类对热量的认识;二、人类对热量的认识;????????热质说认为，热是一种可以透入一切物体之中不生不灭的无色、无味、无重量的流体物质。较热的物体含热质多，较冷的物体含热质少，冷热不同的物体相互接触时，热质从较热物体流入较冷物体中。 ——物质量守恒的思想的延续！ “热质说”理论本身是错误的，但18世纪和19世纪初对科学的发展起了推动作用。; 沙僧追妖，连追50里后，不光没逮着，还弄得自己汗流浃背，热浪袭人，头顶上的热气，如烟如雾，久久不散。沙僧没问自己为何追不到妖，而是痛苦地仰天长叹:“天啦，我哪来的这么多热啊--”??　对此问题，八戒不屑一顾，摇头轻叹:“幼稚，幼稚啊！”? 哪来的热？ 　实际上，在两百多年前，热可是个神秘东西！那时候，科学家们不但不了解热，还不知道燃烧，可笑的是，他们以为自己很了解。如果你问他们，木头为什么会燃烧，他们会对你说:“你傻呀？这是因为木头里有燃素！”如果你问他们为什么有的东西热，有的东西冷？他们会毫不犹豫地告诉你，那是因为热的东西有热素，冷的东西有冷素。后来，人们陆陆续续发现一些元素后，依然还是没有了解热的本质。以至拉瓦锡认为，热素是一种元素，他曾经排过一张化学元素表,上面写着各种元素:铁，铜，铅，热素……; 直到后来，人们才终于认识到:热是物质内部分子运动的表现！物质内部的分子运动的越厉害，就越热，反之，就越冷。而最早提出这个想法的是俄罗斯科学院院士罗蒙诺索夫，1745年，戴着假发的罗蒙诺索夫在科学大会上宣读了他的论文《论冷和热的原因》，一时引起轰动。　 罗蒙诺索夫认为，冷和热的根本原因，在于物质内部的运动。就拿水来说，水是由水分子组成的，若水分子运动得慢，水的温度就低，若更慢，水分子就不到处乱跑了，而是原地踏步，于是，水就成了冰。相反，若水分子运动剧烈，则水就开始沸腾，蒸发，变成气体，从此过上了让人渴望的自由生活…?;　? 沙僧:“我好像不是很懂嘞！” 　没事，马上就让你懂：沙僧、八戒！ 　“到！” 　你俩分别用手在自己脸上，来回搓一百下！唰唰唰，唰唰唰…小沙同学，感觉如何？ 　“阿弥陀佛，脸烫如火，如火焰山再现！”  小猪呢？ “没那么严重吧，我只感觉一点烫而已！” 　呵呵，很正常，用科学来解释就是，小沙同学脸薄似纸，而小猪脸厚如墙！不管怎么的，你俩都感觉到了热！之所以会热，是因为构成脸皮的分子和构成手皮的分子，在手脸相搓的过程中，也在互相撞击，从而运动变快，所以变热。沙僧同学懂否？??　“我，我…”?? 唉别说了，如果还不懂就想想还没穿上衣服的原始人为何能钻木取火吧！ ;1798年，伦福德伯爵(CountRumford，American，1753—1814) 做了一系列摩擦生热的实验攻击热质说。他仔细观察了钻头加工炮孔时的现象，1798年1月25日在皇家学会宣读他的文章: “最近我应约去慕尼黑兵工厂领导钻制大炮的工作。我发现，铜炮在钻了很短的一段时间后，就会产生大量的热；而被钻头从大炮上钻下来的铜屑更热（象我用实验所证实的，发现它们比沸水还要热）。” 伦福德分析这些热是由于摩擦产生的，他说：“……我们一定不能忘记……在这些实验中，由摩擦所生的热的来源似乎是无穷无尽的。” ; 焦耳是英国著名实验物理学家。1818年他出生于英国曼彻斯特市近郊，是富有的酿酒厂主的儿子。他从小在家由家庭教师教授， 16岁起与其兄弟一起到著名化学家道尔顿(JohnDalton，1766—1844)那里学习，这在焦耳的一生中起了关键的指导作用，使他对科学发生了浓厚的兴趣，后来他就在家里做起了各种实验，成为一名业余科学家。 1845年，焦耳报道他在量热器中安装一带桨叶的转轮，经滑轮吊两重物下滑，桨轮旋转，不断搅动水使水升温，测得热功当量为890磅·英尺/英热单位，相当于4.782焦耳/卡。 ;;三、结论;;§5.1 热力学过程 §5.2 功 §5.3