三热力学一定律热力学二定律.pptVIP

第三章 热力学第一定律 绝热过程方程（泊松方程） 结论：绝热线比等温线陡峭 例2（4694）某理想气体在P-V图上等温线与绝热线相交于A点，如图，已知A点的压强P1=2×105Pa，体积V1=0.5×10-3m3，而且A点处等温线斜率与绝热线斜率之比为0.714，现使气体从A点绝热膨胀至B点，其体积V2=1×10-3m3 。求 （1）B点处的压强 （2）在此过程中气体对外作的功 例3（4693）如图所示，一个四周用绝热材 料制成的气缸，中间有一固定的用导热 材料制成的导热板C把气缸分成A、B两 部分。D是一绝热的活塞。A中盛有 1mol氦气，B中盛有1mol氮气（均视为 刚性分子的理想气体）。今外界缓慢地 移动活塞D，压缩A部分的气体，对气体作 功为A，试求在此过程中B部分气体内能的 变化。 系统内能的变化为 例4（4313）一定量的理想气体，从P-V图 上初态a经历（1）或（2）过程到达末 态b，已知a、b两态处于同一条绝热线 上（图中虚线是绝热线），问两过程中 气体吸热还是放热？ （A）（1）过程吸热 （2）过程放热 （B）（1）过程放热 （2）过程吸热 （C）两种过程都吸热 （D）两种过程都放热 补充作业（4692）如图所示，C是固定的绝热壁， D是可动活塞，C、D将容器分成A、B两部分。 开始时A、B两室中各装入同种类的理想气体， 它们的温度T、体积V、压强P均相同，并与大 气压强相平衡。现对A、B两部分气体缓慢地 加热，当对A和B给予相等的热量Q以后，A室 中气体的温度升高度数与B室中气体的温度升 高度数之比为7:5。求: （1）求该气体的定容摩尔热容CV和定压摩 尔热容CP （2）B室中气体吸收的热量有百分之几用于 对外做功？ 练习（4692）解答 解： （1）B点处的压强 由绝热过程方程 （双原子分子） （2）在此过程中气体对外作的功 氦气 氮气 解： 取（A+B）两部分的气体为研究系统， 在外界压缩A部分气体、作功为A的过程 中，系统与外界交换的热量 氦气 氮气 因此A、B两部分气体的温度 始终相同。 氮气 氦气 C是导热板， 即： （1） （2） （1） （2） 解： 因为气体膨胀， 内能增量与过程无关，只与始末两态有关。 放热 吸热 （B）对 A室气体经历的 是过程 B室气体经历的是 过程 等容 等压 依题意有： 解得： 又 （2） 六、循环过程及卡诺循环 1. 循环过程： 物质系统经历一系列的变化过程又回到初始状态，这样周而复始的变化过程称为循环过程，简称为循环。 过程按顺时针进行叫正循环，反之，叫逆循环。 （1）特征 dE=0 , ?E=0 （3）热功计算：按各不同的分过程进行，总合起来求得 整个循环过程的净热量、净功（二者相等）。 （2）通过各种平衡过程组合起来实现。 (1) 热机 利用工作物质持续不断地把热转化为功 的装置。 2. 热机 致冷机 什么过程能将热能变成功？ 等压 等温 绝热 什么过程最好？ 0 实际上，仅仅等温过程是不行的！ 系统从外界 吸收的热量 系统对外界 所作的净功 热 功 * 1. 热力学系统：热力学研究的对象称为热力学 系统（研究气体系统），其它均称为外界。 一、基本概念 2. 热力学过程: 状态随时间变化的过程 （1）按过程中经历的各个状态的性质分类: 准静态过程（平衡过程）：初态、每个中间态、终态 都可近似地看成是平衡态的过程。 非静态过程（非平衡过程）：只要有一个状态不是平衡 态，整个过程就是非静态过程。 （2）按过程的特征分类: 等容过程： dV = 0 等压过程： dP = 0 等温过程： dT = 0 绝热过程： dQ = 0，Q = 0 循环过程： dE = 0 E终态 = E初态 PV 图上一条线，表示一个平衡过程。 PV 图上一个点，表示一个平衡状态。 3．过程曲线 改变内能的方法 外界对系统作功（或