第4章 热力学基础课件.ppt

作 业 4-2、4-7、4-10、4-11、4-13、4-14、 4-17、4-18、4-21、4-26、4-27 ;§4.1 准静态过程 功 热量 内能 (The quasi-static process, the work, the heat and the internal energy);4.1.1 准静态过程和过程曲线 (The quasi-static process and its curve);2.准静态过程曲线 (the curve of quasi-static procs);设S为活塞面积, f、P分别为系统(气体)对外界(活塞)的力和压强, 系统对外界所做的元功:;解:1);4.1.3 热量(The heat);4.1.4 热力学系统的内能 (The internal energy of thermodynamic system );T;V;§4.3 理想气体的三个等值过程和绝热过程 (Three equivalent process and the adiabatic process of ideal gases);4.3.1 等体过程 热容 定体摩尔热容 (The isochoric process, heat capacity and the molar heat capacity at constant volume);2.热容(heat capacity);1mol 物质在等容过程中每升高1K所需吸收热量。;4.计算热量的两条途径(the two method calculating heat);1.等压过程(isobaric process): P=const. ;;CP,mol 、CV,mol、?上面式只与 i 有关, 这是经典的结论,实际上还与T有关(量子理论才能解决);;i = 3;1.等温过程(isothermal process): T=const. ;2.等温线(isotherm);a;2);4.3.4 绝热过程 (The adiabatic process);由(1)得:;3.绝热线(adiabat);2)利用热力学第一定律求功: ;1.理想气体绝热自由膨胀, 1)热一律和准静态绝热方程是否适用? 2)抽掉挡板后的压强P = ?;例4:某理想气体准静态过程曲线1-2在P-V图中介于等温与绝热过程之间, 试判断此过程Q的正负号。;例5: 在标准状态下(P0=1[atm], T0=273[K], V0=22.4[l]), 1mol单原子理想气体先经过一个绝热过程, 再经过一个等温过程最后压强和体积均增加一倍, 求: 整个过程中系统吸收热量?;(31);例6: 己知一定量单原子分子理想气体, 从a态开始经过 等压过程膨胀到 b 态, 又经绝热过程膨胀到 c 态。 求: 此过程中,1)内能的增量?E=? 2)吸收的热量 Q = ? 3)气体对外所做的功 A =? ;例7:绝热容器被分为两部分,分别充有1摩尔的氦气(He) 和氮气 (N2),视气体为刚性分子理想气体。若活塞可导热、可滑动，摩擦忽略不计。;(34);例8: 汽缸A, B两室各盛 1 mol 理想氮气, 现将 335 J 热量由底部缓缓传给气体, 活塞上始终保持 1 atm 的压强 1)若隔板导热且固定,求: A, B两室的温度变化及吸收热量; 2) 若隔板可自由滑动且绝热, 情况怎样?;2)因隔板可自由滑动且绝热，;§4.4 循环过程 卡诺循环 (The cyclic process and Carnot cycle);系统(或工质)从某一状态出发经过一系列热力学过程又回到初始状态，这样的过程称为循环过程。 ;V;3.正循环或热机效率(Efficiency of heat engine);绝热压缩过程: B ? C;P ;例10: 1mol氧气如图循环, AB为等温过程, BC为等压过程, CA为等容过程。求: 1)循环过程系统做的功, 吸收热量, 放出热量, 2)循环过程效率?;= 5671.6[J];V;(46);V;2.卡诺循环效率:;说明;例12:某理想气体作准静态卡诺循环 ,当高温热源温度为400K,低温热源温度为300K时,对外做净功A=8000J, 今维持低温热源温度不变, 提高高温热源温度使其对外作净功为A=10000J时, 若两次卡诺循环均工作在相 同的两条绝热线之间, 求: 1)第二次循环效率?c , 2)第二次循环高温温度T1 ;2);V;冷库;V;例13:以可逆卡诺循环方式工作的致冷机, 在某环境