21 热学6.ppt

1、热力学第一定律 2、热功、热量、内能的计算 2、热功、热量、内能的计算 2、热功、热量、内能的计算 2、热功、热量、内能的计算 2、热功、热量、内能的计算 二、热机效率和致冷机的致冷系数 二、热机效率和致冷机的致冷系数 二、热机效率和致冷机的致冷系数 二、热机效率和致冷机的致冷系数 二、热机效率和致冷机的致冷系数 三、卡诺循环 三、卡诺循环 三、卡诺循环 三、卡诺循环 大学物理 §13-3、4 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用 第13章 热力学基础 理学院物理系 王 强 * 大学物理 §13-3、4 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用 第13章 热力学基础 理学院物理系 王 强 * 大学物理 §13-5 循环过程 卡诺循环 Cycle Carnot Cycle 第13章 热力学基础 理学院物理系 王 强 * 热力学第一定律 外界对系统作功 W 0 系统放热 Q 0 系统对外界作功 W 0 系统吸热 Q 0 1 2 某一过程，系统从外界吸热 Q， 对外界做功 W ，系统内能从初始态 E1 变为 E2，则由能量守恒： 对无限小过程： 一般规定: 热力学第一定律 元功： 功的大小等于P—V 图上过程曲线 P = P(V) 下的面积 功不仅与初态和末态有关，而且还依赖于所经历的中间状态，功与过程有关。 1) 准静态过程的功的计算 P 0 V │W│ （P1,V1, T1） （P2,V2 , T2） 热力学第一定律 2)准静态过程的热量的计算 A、摩尔热容 C ： 1 摩尔物质经过某一热力学过程， 温度升高（降低）1K 所需要吸收（释放）的热量。 ν摩尔物质经过一热力学过程： 热力学第一定律 2)准静态过程的热量的计算 B、理想气体的等容摩尔热容 CV　与等压摩尔热容 CP （1）等容(定体)摩尔热容： 迈耶公式 i ：理想气体分子的自由度 （2）等压(定压)摩尔热容： 热力学第一定律 2)准静态过程的热量的计算 B、理想气体的等容摩尔热容 CV　与等压摩尔热容 CP （3）泊松比 ( Poisson’s Ratio ) (比热容比) 热力学第一定律 3)理想气体的内能 ν 摩尔理想气体系统处于某一状态， 温度为T ，其内能 E 为： §13-3 理想气体的 等体过程和等压过程 §13-4 理想气体的 等温过程和绝热过程 热力学第一定律 对理想气体的等值过程的应用 过程特点： 绝热过程的过程方程(绝热方程 ) －－泊松公式 四、绝热过程 绝热线的斜率 绝热过程方程 绝热线 等温线 绝热线较陡 等温过程方程 等温线的斜率 绝热线与等温线 四、绝热过程 热机发展简介 1698年, 萨维利和1705年，纽可门先后发明了蒸气机，当时蒸气机的效率极低 . 1765年瓦特进行了重大改进，大大提高了效率 . 人们一直在为提高热机的效率而努力，从理论上研究热机效率问题， 一方面指明了提高效率的方向， 另一方面也推动了热学理论的发展 . 各种热机的效率 液体燃料火箭 柴油机 汽油机 蒸气机 §13-5 循环过程 卡诺循环 Cycle Carnot Cycle 一、循环过程 3、正循环(顺时针)（P－V图） 热机的循环过程； 2、过程特征: 经一个循环系统内能不变， 作功只与吸热、放热有关； 1、热力学循环过程：系统经过一系列变化状态过程后， 又回到原来的状态的过程； 4、负循环(逆时针) （P－V图） 制冷机的循环过程； 5、经历一个循环： 大小为闭合曲线所包围的面积 1、热机循环、热机效率 热机：利用工作物质的循环过程把热量转变成功的装置。 1 a 2 b P V 经历一个循环， 经历一个循环，系统对外界净作的功（净功）为： 1、热机循环、热机效率 经历一个循环， 净功： 热机效率 1 a 2 b P V 2、致冷循环、致冷系数 1 a 2 b P V 经历一个循环， 经历一个循环，外界对系统净作的功（净功）为： 致冷机：利用工质的循环过程， 使热量从低温热源向 高温热源传递的装置。 2、致冷循环、致冷系数 1 a 2 b P V 经历一个循环， 外界对系统净作的功（净功）为： 致冷系数 1、热机效率 2、致冷系数 经历一个循环，