热统课件总结第一章.pptVIP

1. 状态参量 2.状态函数 3.描述热力学平衡态的参量（四类基本参量） 几何参量：体积 力学参量：压强 化学参量：分子组分的质量或物质的量 电磁参量：电场强度、电极化强度、磁场强度、 磁化强度 4.简单系统 存在着态函数g (p,V)用来表征系统热平衡状态下的特征，经验表明，这就是系统的温度。 三.温度计与温标 1.经验温标：凡是以某物质的某一属性随冷热程度的变化为依据而确定的温标称为经验温标。 2.理想气体温标： 3 .热力学温标：不依赖任何具体物质特性的温标。 在理想气体可以使用的范围内，理想气体温标与热力学温标是一致的。 §1.3 物态方程 (Equation of State) 物态方程是温度与状态参量之间的函数关系的方程。对于简单系统：有f (p,V,T)＝0 常用物理量及其关系 1.系统从一个状态（平衡态或非平衡态）变化到另一个状态的过程叫热力学过程. §1.6 热容量与焓 (Heat Capacity and Enthalpy) 一.热容量定义：系统在热力学过程中，升高1 K所吸收的热量 1.定容热容量： 2.定压热容量： 3.焓：定义态函数 由热力学第一定律,定压过程中， §1.7 理想气体内能 取T、V为状态参量，由U = U (T,V) （焦耳定律） 代入得： 对于绝热自由膨胀，U不变，焦耳由实验得： 对于理想气体 §1.8 理想气体绝热过程 某一气体的γ值可以通过测量在该气体中的声速确定 §1.9 理想气体卡诺循环(The Carnot Cycle of an Idea Gas) 一.卡诺循环 1.准静态等温过程 由焦耳定律： 2.准静态绝热过程 3.卡诺循环 V p a.等温膨胀 b.绝热膨胀 c.等温压缩 d.绝热压缩 循环效率： 逆卡诺热机效率： §1.10热力学第二定律(The Second Law of Thermodynamics) 一.克劳修斯表述： 不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变化. 开尔文（汤姆孙）表述： 不可能从单一热源吸收热量使之完全变成有用的功而不引起其它变化. 另一种开氏表述：第二类永动机不可能造成. 二.可逆过程与不可逆过程 不可逆过程：如果一个过程发生后,不论用任何曲折复杂的方法 都不可能使它产生的后果完全消除而使一切恢复原状。 可逆过程：如果一个过程发生后，它所产生的后果可以完全消除而令一切恢复原状。 热力学第二定律指出： 第一，摩擦生热和热传导的逆过程不可能发生,这就说明摩擦生热和热传导等过程是具有方向性的; 第二,这些过程一经发生,就在自然界留下它的后果，无论用怎样曲折复杂的方法，都不可能将它的后果完全消除，使一切恢复原状。 第二定律的实质：一切与热现象有关的实际过程都是不可逆的，从而指出这些过程自发进行的方向。过程一经发生，所产生的后果就不能完全消除。 一个过程是否可逆实际上是由初态和终态的相互关系决定的。有可能通过数学分析找致一个态函数（熵），由这个函数在初态与终态的数值来判断过程的性质和方向。 §1.11卡诺定理 一.所有工作于两个一定温度之间的热机，以可逆热机的效率最高。 二.两个可逆热机，存在着： §1.12 热力学温标 根据卡诺定理的推论，工作于两个一定的温度之间的可逆热机，其效率相等。 因此，可逆卡诺热机的效率只可能与两个热源的温度有关与工作物质的性质无关。Q1以表示可逆诺热机从高温热源吸取的热量， Q2表示在低温热源放出的热量，则热机的效率为: 两个温度的比值通过在这两个温度之间工作的可逆热机与热源交换的热量的比值来定义，由于比值与工作物质的特性无关，所引进的温标显然不依赖于任何具体物质的特性，是一种绝对温标,称为热力学温标。规定水的三相点的温度为273.16K 根据热力学温标可以建立绝对零度的概念。由上式可知， 当可逆热机工作于两个一定的温度之间时,低温热源的温度愈低,传给它的热量就愈少。绝对零度是一个极限温度,当低温热源的温度趋于这个极限温度时，传给低温热源的热量趋于零。 对于以理想气体为工作物质的可逆卡诺热机，有 都规定水的三相点的温度为273.16K ，因而两个温标是一致的。 §1.13克劳修斯等式与不等式 由卡诺定理 将Q2定义为吸热，则上式为： （克劳修斯等式与不等式） 若有n个热源 ，某系统从中吸收了 的热量。 则有： 对于可连续变化的热源，可以写成积分形式： §