热力学第一定律专题课件.ppt

* * * * * * * * 系统总放热: 系统总吸热: 此循环致冷系数: 外界对系统作总功: [例] 单原子理想气体初态为(T,V)，绝热膨胀到2V，再经等体过程使温度恢复为T，再经等温过程压缩到原体积V，则在此循环过程中[ ] (A)气体内能增加 (B)气体对外界做功. (C)气体向外界放热 (D)以上说法都不对. 解： P V O V 2V 此为逆循环，A0 ? 放热 ? (C) 答： [例] MT为等温线，MQ为绝热线，则在AM,BM,CM三种准静态过程中，温度升高的是 过程；气体吸热的是 过程. ⑴BM, CM ⑵CM p V A C O B M T Q 类似地，可判定BM, AM是放热过程. 理由: 考虑循环CMQC. A0 ? 吸热. 但MQ绝热, 而QC放热, 故CM吸热 . 理由：(TB, TC)TT=TM * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 进行得较快，系统来不及和外界交换热量的过程 特征： 由热一律： 即： 适用于一切绝热过程。 系统与外界没有热量交换的过程。 1 绝热壁 2 绝热过程 良好绝热材料包围的系统内发生的过程 8.6 绝热过程 系统只有内能变化时才能对外作功. 系统从外界吸热: 系统对外作功: 系统内能改变: 以下介绍两种情况 适用于一切绝热过程。 一、理想气体准静态绝热过程 1. 过程方程 （热?律 绝热 理气准静态的条件) 绝热 热?律 理气准静态 理气状态方程 积分 ----绝热过程方程 p、V、T 同时都在变化！ 2.过程曲线 由 pVγ= C 和 pV= C1 得： 绝热线斜率： 等温线斜率： p V O A a 绝热线与等温线比较： 因为 则在同一点处，绝热线比等温线陡！ 原因： 体积增加时，压强降低。 等温：压强的降低是由于体积膨胀。 绝热：压强的降低是由于体积膨胀和温度降低。 等温线 绝热线 ΔV ΔpQ ΔpT 绝热过程压强降得更快 3. 绝热过程的功： 由 4. 绝热过程的热容 ① ② ③ 二、自由膨胀--非准静态过程 特点：迅速 来不及与外界交换热量 则Q = 0 绝热! ?非静态过程 ?无过程方程 自由膨胀 初态(平衡态) 真空 隔板 绝热容器 中间态(非平衡态) 末态(平衡态) 气体向真空绝热自由膨胀 办法：只能靠普遍的定律（热?律） 绝热 热?律 办法：只能靠普遍的定律（热?律） 理气自由膨胀， 因为自由膨胀，系统对外不作功，即 得 所以 真实气体？ 焦、汤实验 气体绝热自由膨胀过程，内能保持不变。 对理想气体，其始、末态温度相同。 思考：能否说“绝热自由膨胀过程温度保持 不变”，它和准静态的等温过程有何不同？ ★ 多方过程 满足 pV n = 恒量的过程。 n 称为多方指数。 n=0，等压过程； n=γ，绝热过程； n=1，等温过程 n=?，等体过程 功： 热容： 特征： 系统从某一平衡态开始，经过一系列的热力学过程，又回到初始状态，这样周而复始的变化过程称为循环过程，简称循环。 由热力学第一定律 系统从外界吸收的总热量 系统放出的总热量（取绝对值） 系统对外所作净功 约定： 8.7 循环过程 (cyclical process) 热一律在实际中的应用 若是准静态循环, 可用P—V图上闭合曲线表示： 净功等于循环曲线所包围的面积值 正循环（热机）——沿顺时针方向进行， 系统对外作正功 逆循环（制冷机）——沿逆时针方向进行， 系统对外作负功 给水泵 锅炉 汽轮机 发电机 冷凝器 冷凝水 Q1 Q2 W2 W1 电力输出 实例：火力发电厂的热力循环 ·四大件：1锅炉、2汽轮机、3冷凝器、4给水泵 Q1 P o V |Q2| W2 W1 流程图 工作物质进行正循环的机器----热机 逆 ----致冷机 热力学过程曲线 1. 热机循环 目的：吸热对外作功 1) PV 图 2)热流图（原理图） a b V p O · · 热机 高温热源 低温热源 热机 ：持续地将热量转变为功的机器 奥托循环 Ⅰ Q1 Ⅱ Q2 在一个循环中： 热机系统从高温热源吸热量——Q1