大学物理Chapter-6-热力学基础.pptVIP

热力学基础 图中两卡诺循环 吗 ？ 讨 论 例2 一电冰箱放在室温为 的房 间里 ，冰箱储藏柜中的温度维持在 . 现每天有 的热量自房间传入冰箱 内 , 若要维持冰箱内温度不变 , 外界每天 需作多少功 , 其功率为多少？设在 至 之间运转的冰箱的致冷系数是卡诺致冷机致冷系数的 55% . 解 房间传入冰箱的热量 热平衡时 由 得 保持冰箱在 至 之间运转，每天需作功 功率 第二定律的提出 1 功热转换的条件，第一定律无法说明. 2 热传导的方向性、气体自由膨胀的不可逆性问题，第一定律无法说明. 1 开尔文说法 不可能制造出这样一种循环工作的热机，它只使单一热源冷却来做功，而不放出热量给其它物体，或者说不使外界发生任何变化 . 一 热力学第二定律的两种表述 等温膨胀过程是从单一热源吸热作功，而不放出热量给其它物体，但它是非循环过程. 1 2 W W 低温热源 高温热源 卡诺热机 W A B C D 卡诺循环是循环过程，但需两个热源，且使外界发生变化. 永 动 机 的 设 想 图 2 克劳修斯说法 不可能把热量从低温物体自动传到高温物体而不引起外界的变化 . 虽然卡诺致冷机能把热量从低温物体移至高温物体，但需外界作功且使环境发生变化 . 高温热源 低温热源 卡诺致冷机 W A B C D 注 意 1 热力学第二定律是大量实验和经验的总结. 3 热力学第二定律可有多种说法，每种说法都反映了自然界过程进行的方向性 . 2 热力学第二定律开尔文说法与克劳修斯说法具有等效性 . 可逆过程 : 在系统状态变化过程中，如果逆过程能重复正过程的每一状态，而且不引起其它变化，这样的过程叫做可逆过程 . 二 可逆过程与不可逆过程 准静态无摩擦过程为可逆过程 不可逆过程：在不引起其它变化的条件下，不能使逆过程重复正过程的每一状态，或者虽能重复但必然会引起其它变化，这样的过程叫做不可逆过程. 非准静态过程为不可逆过程. 准静态过程（无限缓慢的过程），且无摩擦力、粘滞力或其它耗散力作功，无能量耗散的过程 . 可逆过程的条件 由热力学第一定律有 1 2 W 若已知 及 由 可得 绝热过程方程的推导 1 2 分离变量得 绝 热 方 程 常量 常量 常量 常量 1 2 W 绝热膨胀 1 2 W 绝热压缩 W W 三 绝热线和等温线 绝热过程曲线的斜率 常量 绝热线的斜率大于等温线的斜率. 等温过程曲线的斜率 常量 A B C 常量 例1 设有 5 mol 的氢气，最初温度 ，压强 ，求下列过程中把氢气压缩为原体积的 1/10 需作的功: （1）等温过程（2）绝热过程 （3）经这两过程后，气体的压强各为多少？ 1 2 常量 解 （1）等温过程 （2）氢气为双原子气体 由表查得 ，有 已知： 1 2 常量 （3）对等温过程 对绝热过程， 有 1 2 常量 例2 氮气液化， 把氮气放在一个绝热的汽缸中.开始时,氮气的压强为50个标准大气压、温度为300K；经急速膨胀后，其压强降至 1个标准大气压，从而使氮气液化. 试问此时氮的温度为多少？ 解 氮气可视为理想气体， 其液化过程为绝热过程. 氮气为双原子气体由表查得 例3 一汽缸内有一定的水，缸壁由良导热材料制成. 作用于活塞上的压强 摩擦不计. 开始时，活塞与水面接触. 若环境 (热源) 温度非常缓慢地升高到 . 求把单位质量的水汽化为水蒸气，内能改变多少？ 已知 汽化热 密度 解 水汽化所需的热量 水汽化后体积膨胀为 水 水蒸气 热源 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