【2017年整理】热力学力学130102建环130102.ppt

第八章 热力学基础; 掌握功、热量和内能概念； 掌握热力学第一定律， 熟练计算理想气体四个过程中各物理量 及热机效率。 理解可逆、不可逆过程及第二定律； 了解熵。;§8-1 功 热量与热力学第一定律;1、适用条件：;四、内能 E ：;;;[例1]1mol单原子气体加热后，吸热 200 cal，对外 作功500J，求气体温度的变化。;一、等体过程 （等容过程）： ;;二、等压过程：;;三、等温过程：;;;四、理想气体的摩尔热容 Heat capacity;2、等容摩尔热容;意义：对于1mol理想气体等压过程，温度升高1K，比在等体 过程中多吸收8. 31J的热量。;;步骤：;[例3] ，由1 atm→ 10 atm 求外界所作的功 和放出的热量。(等温);作业：8-3 8-4 8-5 8-6;一、绝热过程： (Adiabatic process);3、绝热过程方程：;故有：;[例1] 温度为25度，压强为1atm的1mol刚性双原子分子理想气 体，经等温过程体积膨胀到原来的3倍 (1)计算这一过程中气体对外所作的功 (2)若气体经绝热过程体积膨胀为原来3倍，那么气体对外 作的功又多少？;(2)对绝热过程：;一、循环过程：;4、正逆循环;;[例1] 有一热机，工作物质为5.8g空气（作理想气体看待， ）， 它工作时的循环由 三个分过程组成，先由状态1（ ） 定体积加热到状态2（ ），然后绝热膨胀到状 态3（ ） ，最后经等压过程回到状态1;;（3）先求各分过程中气体对外做的功;（4）三个分过程中只有定体积过程升温吸热;二、卡诺循环;;两式相比得：;例题2 abcd为1mol单原子理想气体的循环过程，求： 1）气体循环一次，在吸热过程中从外界共吸收的热量。 2）气体循环一次对外做的净功。; 例题3 1mol 理想气体在T1 = 400K 的高温热源与T2 = 300K的低温热源间作卡诺循环（可逆的）。在400K 的等温线上起始体积为V1 = 0.001m3，终止体积V2 = 0.005m3，试求此气体在每一循环中： 1）从高温热源吸收的热量Q1 ； 2）气体所作的净功A ；3）气体传给低温热源的热量Q2 。 ;例4 设氮气作卡诺循环。热源的温度为1270C，冷源的??度为70C，设 p1=10atm，V1=10L， V2=20L，试求：① p2、 p3、 p4、V3、V4；②自高温热源吸收的热量；③一次循环中气体所作的净功；④循环效率。;例题5 一定量的理想气体，由状态a经b到达c，如图，abc为一直线，求此过程中 （1）气体对外作的功； （2）气体内能的增量； （3）气体吸收的热量．(1 atm＝1.013×105 Pa) ;§ 8-5 热力学第二定律;(2)不可逆过程： a. 从状态2不能自动回复到状态1 b. 从状态2能回复到1状态，但周围发生变化;二 、热力学第二定律的两种表述;;Entropy;如：把容器分成2部分，有4个分子时，共有16种微观状态。;共有24=16种可能的方式，而且4个分子全部退回到A部的可能性即概率为1/24=1/16。可见4个分子的自由膨胀是“可逆的”。;;统计物理基本假定—等概率原理：对于孤立系，各种微观态出现的可能性（或概率）是相等的。;二、熵（表示无序性的量）;2、克劳修斯熵公式（宏观）;利用热力学第一定律：; 例题7 一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体。若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，达到平衡后 （A）温度不变，熵增加 （B）温度升高，熵增加 （C）温度降低，熵增加 （D）温度不变，熵不变;例题9 下图为一理想气体几种变化过程的p-V 图，其中MT 为等温线，MQ 为绝热线，在AM、BM、CM三种准静态过程中： （1）温度升高的是 过程 （2）气体吸热的是 过程;作业：8-7