普通物理学期末复习2.pptx

第六章·热力学基础; 准静态过程（状态1 到状态2）气体对外界做功：;系统对外作正功；;2. 气体的内能;系统内能改变的两种方式; 系统从外界吸热；;对无限小过程;;等体吸热;等压过程:;结论：在等压过程中，理想气体吸热的一部分用于增加内能，另一部分用于对外作功。;又;例 6-1 一气缸中贮有氮气，质量为1.25 kg。在标准大气压下缓慢地加热，使温度升高1 K。试求气体膨胀时所作的功A、气体内能的增量?E 以及气体所吸收的热量Qp。活塞的质量以及它与气缸壁的摩擦均可略去）;系统温度在状态变化过程中始终保持不变。;系统在状态变化过程中始终与外界没有热交换。;对绝热过程，据热力学第一定律，有;;绝热线与等温线比较; 系统从 1-2 为绝热过程，据绝热方程，可得过程中的 p-V 关系。;五、 非准静态绝热过程;例 6-2 设有氧气8 g，体积为0.41 ? 10-3 m3 ，温度为300 K。如氧气作绝热膨胀，膨胀后的体积为4.1 ? 10-3 m3 。问：气体作功多少？氧气作等温膨胀，膨胀后 的体积也是4.1 ? 10-3 m3，问这时气体作功多少？;得：;例 6-3 两个绝热容器，体积分别是V1和V2，用一带有活塞的管子连起来。打开活塞前，第一个容器盛有氮气温度为T1 ；第二个容器盛有氩气，温度为T2 ，试证打开活塞后混合气体的温度和压强分别是;解:打开活塞后，原在第一个容器中的氮气向第二个容器中扩散，氩气则向第一个容器中扩散，直到两种气体都在两容器中均匀分布为止。达到平衡后，氮气的压强变为p1，氩气的压强变为p2 ，混合气体的压强为p= p1 + p2 ；温度均为T。在这个过程中，两种气体相互有能量交换，但由于容器是绝热的，总体积未变，两种气体组成的系统与外界无能量交换，总内能不变，所以;代入式得：;;卡诺循环：由两个可逆等温过程和两个可逆绝热过程组成的循环。;正向卡诺循环的效率推导;说明：;外界的功; 电冰箱就是利用液体蒸发吸热的原理制成的。一般采用的是压缩式制冷系统，这种系统是由封闭式压缩机、冷凝器（散热器）、毛细管和蒸发器等部分组成一个密封系统，系统内封以制冷物质。把蒸发器放在要制冷的空间里，由压缩机将蒸发器内已吸收了热量的气体抽走，升温升压后送到冷凝器，放出热量，然后变为高压液体，再通过毛细管变为低温低压液体回到蒸发器中，在这里变为蒸气，吸收大量的热，再由压缩机抽走……如此周而复始，就可使制冷空间的温度降至零下十几度。 ; 这当中使用的制冷物质叫“制冷剂”，过去一般采用氨水或氟利昂（二氯二氟甲烷）等。制冷剂就像火车一样，在制冷空间装上热，开到冷凝器，把热卸下来，再开回来运输，不断地把制冷空间的热量运走。 ;例 6-4: 1 mol 理想气体, 如图斯特林循环，其中ab 和cd 各为等温过程，da 和bc 各为等体过程，求其效率。;ab过程等温膨胀, 吸热:;例 6-5 有一卡诺致冷机，从温度为?10 0C 的冷藏室吸取热量，而向温度为20 0C的物体放出热量。设该致冷机所耗功率为15 kW，问每分钟从冷藏室吸取热量为多少？;压 强;;任一可逆循环，用一系列微小可逆卡诺循环代替。 即：对任一可逆循环，其热温比之和为零。;;“熵”的定义式(对可逆过程 );熵是系统状态的函数，是相对量。 系统每个状态的熵值：;对不可逆过程, 此积分是多少？;? 综合可逆和不可逆过程; 系统从状态1（V1, p1, T1, S1），经自由膨胀(dQ = 0)到状态2（V2, p2, T2, S2）其中T1 = T2，V1 V2， p1 p2 ，计算此不可逆过程的熵变。; 为什么不可逆性呢？系统可以自动地向着熵减少的方向进行吗？熵和系统的无序性即微观状态数有什么关系呢？用气体动理论来分析。;分子的分布;A; 微观状态数:4 个分子在两边所有可能分布数；; 故气体自由膨胀是不可逆的。 它实质上反映了系统内部发生的过程总是由概率小的宏观状态向概率大的宏观状态进行；即：由包含微观状态数少的宏观状态向包含微观状态数多的宏观状态进行。 与之相反的过程没有外界影响，不可能自动进行。;第七章·静止电荷的电场;四、 库仑定律; 1777 年法国科学院悬赏征求改良航海指南针中的磁针问题。 库仑认为磁针支架在轴上， 必然会带来摩擦，提出用细头发 丝或丝线悬挂磁针。研究中发现 线扭转时的扭力和针转过的角度 成比例关系，从而可利用这种装 置测出静电力和磁力的大小，这 导致他发明扭秤。; 1785 年库仑通过电扭秤实验，测得 δ = 0.04，通过与万有引力类比，确信并提出了库仑定律： ; 点电荷; 库仑定律数学形式;静电力