计算理想气体等容、等压、等温过程和绝热过程中的功、热量.PPT

* * 课程指导课八 第10章 气体分子运动论 能量按自由度均分原理 理想气体内能 麦克斯韦速率分布律 气体分子的平均碰撞频率 平均自由程 第11章 热力学基础 热力学第一定律 对理想气体等值过程的应用 热容 绝热过程 循环过程和循环效率 教师：郑采星 大学物理 基本要求 第10章 气体分子运动论 1.理解能量按自由度均分原理，掌握理想气体的内能计算公式。 2. 理解麦克斯韦速率分布函数和速率分布曲线的物理意义，能据此计算与此有关的物理量的统计平均值；了解气体分子热运动的算术平均速率、方均根速率。 3. 理解气体分子平均自由程和平均碰撞频率的概念。 教学基本内容、基本公式 速率分布函数 理想气体状态方程 统计假设 P、T 结构模型 E 1. 温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能 和平均平动动能 有如下关系： (A) 和 都相等． (B) 相等，而 不相等． (C) 相等，而 不相等． (D) 和 都不相等． 答案：(C) 参考解答： 分子平均动能 分子平均平动动能 显然氦气(i=3)和 氧气(i=5)自由度不相同. 分子平均平动动能相同, 而分子平均动能不相同。 2. 用总分子数N、气体分子速率v和速率分布函数f(v) 表示下列各量： (1) 速率大于v 0的分子数＝_________； (2) 速率大于v 0的那些分子的平均速率＝________； (3) 多次观察某一分子的速率，发现其速率大于v 0的概率＝_____． 定义: 某一事件i 发生的概率为 wi Ni ? 事件 i 发生的次数 N ? 各种事件发生的总次数 3. 气缸内盛有一定量的氢气(可视作理想气体)，当温度不变而压强增大一倍时，氢气分子的平均碰撞频率 和平均自由程 的变化情况是： (A) 和 都增大一倍． (B) 和 都减为原来的一半． (C) 增大一倍而 减为原来的一半． (D) 减为原来的一半而 增大一倍． 答案：(C) 参考解答：温度不变，则平均速率不变， 当压强增大一倍时，平均碰撞频率增大一倍 当温度不变而压强增大一倍时， 平均自由程减为原来的一半。 教学基本内容、基本公式 第11章 热力学基本原理 1. 掌握功和热量的概念；理解准静态过程；掌握热力学第一定律；能 分析、计算理想气体等容、等压、等温过程和绝热过程中的功、热量、 内能改变量及卡诺循环等简单循环的效率。 2. 了解可逆过程和不可逆过程；理解热力学第二定律及其统计意义。 基本要求 热量Q 功A 内能E 准静态过程 等温过程 绝热过程 等容过程 等压过程 定容摩尔热容Cv 定压摩尔热容Cp 循环过程 奥托循环 卡诺循环 熵 熵增加原理 热力学第一定律 热力学第二定律 理想气体等值过程和绝热过程有关公式 0 0 PV?=C1 V?-1T=C2 P?-1 V-?=C3 Q=0 绝热 ? 0 PV=恒量 T=恒量 等温 或 V/T=恒量 P=恒量 等压 0 P/T=恒量 V=恒量 等容 摩尔热容量C 吸收热量 Q 对外作功 A 内能增量 ?E 能量转化关系 过程方程 特征 过程 或 或 1. 1mol理想气体从p－V图上初态a分别经历如图所示的(1)或(2)过程到达末态b．已知TaTb，则这两过程中气体吸收的热量Q1和Q2的关系是 (A) Q1 Q20． (B) Q2 Q10． (C) Q2 Q10． (D) Q1 Q20． (E) Q1= Q20． 答案：(A) (1)、 (2)过程始末态相同，所以内能的增量相同，即 又TaTb，根据?E = ?CV?T，有 (1)、 (2)过程气体均膨胀对外作功，且 根据热力学第一定律： 2. 右图为一理想气体几种状态变化过程的p－V图，其中MT为等温线，MQ为绝热线，在AM、BM、CM三种