热力学基础超经典ppt.ppt

内容 一、热力学第一定律 二、气体摩尔热容 三、绝热过程 四、循环过程 卡诺循环 五、热力学第二定律 六、热力学第二定律统计意义 七、卡诺定理 克劳修斯熵 八、小结 一、热力学第一定律 1、功 A 热力学第一定律 热力学第一定律： 二、气体摩尔热容量 气体的摩尔热容量 一、 定容摩尔热容 三、热力学第一定律对等体、等压和等温过程的应用 2、等压过程 例：有1mol理想气体 三、绝热过程 绝热过程 1、准静态绝热过程的过程方程 ?绝热线比等温线陡 ?绝热过程功： 例2： 例3： 例4： 例5： 四、循环过程 卡诺循环 二、热机与制冷机 例6： 三、卡诺循环 四、 卡诺循环效率 五、制冷机 六、卡诺制冷机 五、热力学第二定律及其统计意义 玻耳兹曼熵 热力学第二定律克劳修斯表述（1850）： 可逆过程和不可逆过程 ?热力学第二定律的统计意义又可表述为： 2、玻耳兹曼熵 热力学第二定律的实质： ※ 热功转换过程的不可逆性(开尔文表述)。 A Q2 Q1 Q A ※热传导过程不可逆性（克劳修斯表述）。 Q Q2 Q1 A ※各种不可逆过程都是相互关联的 ※热力学第二定律的实质： 一切与热现象有关的实际过程都是不可逆的。 例题： 关于可逆过程和不可逆过程的判断： (1) 可逆热力学过程一定是准静态过程。 (2) 准静态过程一定是可逆过程． (3) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程． (4) 凡有摩擦的过程 , 一定是不可逆过程． 以上四种判断，其中正确的是 (A) (1)、(2)、(3)． (B) (1)、(2)、(4)． (C) (2)、(4)． (D) (1)、(4)． 分析： (1) 是对的； (2) 是错的。 只有 (D) 符合。 一、特征：dQ=0 二、 绝热过程的功： 对其微分得: 联立（1）、（2），得： 理想气体状态方程 (1) (2) 将 与 联立得: 说明： （3）、（4）、(5)式称为绝热方程，但式中的各常数不相同。 dT=0 dQ=0 0 V P A (1)、等温： A点的斜率： (2)、绝热： A点的斜率： 绝热线比等温线陡 压缩气体：T↑，E ↑。 气体膨胀：T ↓ ，E↓。 一定量的理想气体在PV图中的等温线与绝热线交点处两线的斜率之比为0.714，求Cv。 解： 由 1mol理想气体的循环过程如TV图所示，其中CA为绝热线，T1、V1、V2、?四个量均为已知量，则： Tc= Pc= 0 V T A B C T1 T2 V1 V2 64g氧气，温度为300K，体积为3l， （1）绝热膨胀到12l （2）等温膨胀到12l，再等容冷却到同一状态 试作PV图并分别计算作功。 解： P a 0 V c b V1 V2 若1mol刚性分子理想气体作等压膨胀时作功为A，试证明： 气体分子平均动能的增量为 ，其中NA为阿伏伽德罗常数，?为 0 V P A 1 2 安徽工业大学应用物理系 一、循环过程 1、系统经历一系列状态变化过程以后又回到初始状态。 2、在P-V图上，循环过程是一条闭合曲线。 0 V P 特征：内能不变。 顺时针循环（正循环） 系统对外作功为正。 热机 逆时针循环（逆循环 ） 系统对外作功为负。 制冷机 0 V P a b c d 0 V P a c b d 锅炉 冷凝器 泵 A1 涡轮机 A2 锅炉 Q2 冷凝器 Q1 即 其中： （净功） 高温T1 低温T2 Q1 Q2 A 热电厂水循环过程 效率: ?Q1为 循环分过程吸取热量的总和。 ? Q2循环分过程放出热量的总和。 ? Q1、Q2、A均表示数值大小。 例： P V a b c d 0 T2 T1 吸热： 放热： 320g氧气如图循环，设V2=2V1,求?。 （其中T1=300K，T2=200K。） P A B C D V1 V2 T1 T2 V 解： AB: 吸热 CD: 放热 DA: 吸热 BC: 放热 1824年，卡诺（法国工程师）提出的理想循环。 1、工质：理想气体 2、准静态过程。 P A B C D V1 V4 V2 V3