大学物理课件新热力学基础课件.ppt

在准静态过程中，因为每一时刻系统都无限接近于平衡态，在理论计算上，我们可以近似认为每一个状态都为平衡态。 准静态过程功的计算： dA=pdV (无限小平衡过程） （有限大平横过程） * 第9章 热力学基础 §9.1 热力学第一定律 §9.2 热力学第一定律 在理想气体等值过程中的应用 §9.3 理想气体的摩尔热容量 绝热过程 §9.4 循环过程 卡诺循环 §9.5 热力学第二定律 一、内能 功和热量 1.态函数 描述状态的物理量，是状态参量的函数。（如 P、V、T都是态函数） 气体的内能 (内能也是态函数！) 态函数的特征：态函数的增量，只取决于初始状态和终了 状态，与过程无关！ §9.1 热力学第一定律 改变内能的方法 外界对系统作功（或反之）。 外界对系统传热（或反之）。 当活塞移动一段有限距离时 压强作功 （1）功 dl 2. 功 热量 计算系统在准静态膨胀过程中所作的功： 10 此过程所作的功反映在P-V图 上，就是曲线下的面积。 系统对外界作功，A为正。 外界对系统作功，A为负。 20 如图：系统对外界作了功，系统的状态变了，内能也变了。 “功”是系统内能变化的量度， 功不仅与初、末态有关，还与过程有关是过程量。 1 V 2 V 1 2 P V dV 符号法则： 注意： （2）热量： 在单纯的传热过程中，系统内能的增量，等于它从外界吸收的热量。 Q = E2 - E1 系统吸热， Q为正。 系统放热， Q为负。 符号法则： （1） 作功和传热对改变系统的内能效果是一样的。 （要提高一杯水的温度，可加热，也可搅拌） （2） 国际单位制中，功、热、内能单位都是焦耳（J）。 注意 ： （1卡 = 4.18 焦耳) （3） 功和热量都是系统内能变化的量度,但功和热本身绝不是内能。 内能：态函数,系统每个状态都对应着一定内能的数值。 功、热量：只有在状态变化过程中才有意义，状态不变，无功、热可言。 （4）作功、传热在改变内能效果上一样，但有本质区别 作功：通过物体宏观位移来完成，是系统外物体的有规则运动与系统内分子无规则运动之间的转换。 传热：通过分子间的相互作用来完成，是系统外、内分子无规则运动之间的转换。 二、准静态过程 系统经历一个过程，状态发生变化，系统一定经历非平衡态 平衡态 非平衡态 新平衡态 每一时刻系统都无限接近于平衡态的过程。 由一系列依次接替的平衡态组成。 对 “无限缓慢” 的实际过程的近似描述。 为利用平衡态性质，引入准静态过程或平衡过程： 微小变化时间 驰豫时间 无限缓慢： 1. 准静态过程 弛豫时间：系统由非平衡态趋于平衡态所需时间 2. 准静态过程的功 1. 数学表式 系统从外界吸热 ?Q为正 系统对外界作功 ?A为正 系统内能增加 ?E为正 对微小变化过程 符号法则 三、热力学第一定律 2. 热力学第一定律的物理意义 （1）外界对系统所传递的热量?Q一部分用于系统对外 作功，一部分使系统内能增加。 （2）热一律是包括热现象在内的能量转换和守恒定律。 问：经一循环过程不要任何能量供给不断地对外作功，或较少的能量供给，作较多的功行吗？ 第一类永动机是不可能制成的！ 热一律可表述为： 适用范围：任何热力学系统的任何热力学过程。（平衡过程可计算 ?Q、 ?A ） 一. 等体过程 1 特征： dV=0，V=恒量 ， 参量关系 P/ T = 恒量 2 热一律表达式： 对有限变化过程 系统吸收的热量全部用来增加系统本身的内能，系统对外不做功。 意义： 9.2 热一律在理想气体等值过程中的应用 二 等压过程 1 特征：dP = 0，P=恒量，参量关系 V/T = 恒量。 2 热一律表达式 有限的变化过程 系统吸收的热量，一部分对外作功，一部分增加自身的内能。 意义： 三 等温过程 1 特征：d T = 0 ，T = 恒量，参量关系PV = 恒量 2 热一律表式 系统吸收的热量全部用来对外作功。 3 计算等温过程 功： 热量： 内能的改变： 意义： § 9.3 理想气体的热容 绝热过程 一、热容量与摩尔热容量 1.热容量（C）：系统在某一无限小过程中吸收热量dQ与温度的变化dT的比值 2. 摩尔热容量(Cm)：1mol物质的热容量 单位：J/K 单位：J/（mol·K） 二、理想气体的摩尔热容量 1.定体摩尔热容量（C