9.6 热力学第1定律对理想气体在典型准静态过程中应用.ppt

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* 大学物理 第三次修订本 第9章 热力学 一、等体过程 1. 特征 V = C,dV = 0 2.过程方程 (查理定律) 在等体过程中,理想气体的体积保持不变。 9.6 热力学第一定律对理想气体在典型准静态过程中的应用 3. 过程曲线 平行于p 轴的等体线。 p V O V p2 p1 4. 功 5. 热量 dE = dQ 6. 内能变化 νmol理想气体 (适应于理想气体的一切过程) 2. 过程方程 二、等压过程 1. 特征 在等压过程中, 理想气体的压强保持不变。 p = C, dp = 0 (盖-吕萨克定律) 3. 过程曲线 平行于V 轴的等压线。 V O p p V1 V2 4. 功 (A 等于等压线下的面积 ) 5. 热量 νmol理想气体 V O p p V1 V2 A 6. 内能变化 例1 水蒸气的Cp=3.62J/(mol·K) 。今将1.50Kg 温度100℃的水蒸气,在标准大气压下缓慢加热,使其温度上升到400℃, 试求此过程中水蒸气吸收的热量、对外所作的功和内能的改变。水蒸气的摩尔质量 M = 18×10-3Kg/mol。 解 由于在标准大气压下加热, 这是一等压过程。把水蒸气看成理想气体,注意到其ν=m/M,上升的温度为T2-T1=300K, 则过程中吸收的热量为 所作的功为 内能增量为 三、等温过程 1. 特征 T = C, dT = 0 ( dE = 0 ) 2. 过程方程 (玻意耳定律) pdV V1 V2 p1 p2 p V O T 在 P — V 图上, 每一个等温过程对应一条双曲线, 称为等温线。 3. 过程曲线 4. 内能变化 dE = 0 5. 功 pdV V1 V2 p1 p2 p V O T 由于 等温过程中系统吸收的热量全部用来对外作功。 dQ = dA = pdV 6. 热量 0 恒量 T= 恒量 等温 恒量 p= 恒量 等压 0 恒量 V= 恒量 等体 摩尔热容 C 吸收热量 Q 系统作功 A 内能增量 ΔE 过程方程 特征 或 或 理想气体的等体、等压、等温过程 例2 把压强为1.013×105pa, 体积为100cm3的氮气压缩到20cm3时,气体内能的增量、吸收的热量和所做的功各是多少?假设经历的是如下两个过程: (1)等温过程;(2)先等压压缩,然后再等体升压到同样状态。 解 (1) 如图所示, a→c,等温度过程,若把氮气看成理想气体,则其内能不变。 c a V O p b

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