黄淑清《热学》教程第二章.pptVIP

实验结果:水温不变焦耳实验(1845)打开活门C,让气体向真空中自由膨胀。测量膨胀前后水温的变化。验证了理想气体的内能与体积无关,只与温度有关。但水的热容比气体的大得多,焦耳实验中气体温度变化不易测出。气体真空水C绝热壁§2-5理想气体内能热容一.理想气体内能焦耳实验单位:J/K2)、定压热容（压强不变）1)、定体热容（体积不变）设系统温度升高dT，所吸收的热量为dQ系统的热容：二理想气体的热容1.热容摩尔热容*摩尔热容:单位:J/(mol·K)1mol物质的热容理想气体的定体摩尔热容理想气体的定压摩尔热容理想气体内能与体积无关！2.理想气体的定体.定压摩尔热容的关系1）理想气体的定体摩尔热容理想气体内能公式若过程中CV,m=常数,有因定体摩尔热容为则对任意过程,理想气体内能为2)理想气体定压摩尔热容迈耶公式*气体体积保持不变,等体过程中的功A=0在P-V图上,每一个等体过程对应一条垂直于V轴的直线。1.等体过程由热力学第一定律得理想气体内能变化为§2-6热力学第一定律对理想气体的应用一、V,P,T分别保持不变的过程整个过程无限缓慢—系统经历的是一个准静态传热过程。系统T1T1+dTT1+2dTT1+3dTT2热库T2系统T1有限温差传热—非准静态过程无穷小温差传热—等温过程系统温度从T1?T2:等体等压准静态过程分析*2.等压过程系统压强保持不变等压过程中的系统对外作的功吸收的热量为:由热力学第一定律:由此可证明:*3.等温过程理想气体等温传热准静态过程分析热库TT–dT吸热热库TT＋dT放热等温过程A*理想气体内能不变，吸收的热量等于系统对外作的功:理想气体做的功:温度：体积：理想气体准静态等温膨胀二.理想气体的绝热过程系统在和外界无热量交换的条件下进行的过程,称为绝热过程。如何实现绝热过程？1)、用理想的绝热壁把系统和外界隔开。2)、过程进行得很快,以至于系统来不及与外界进行显著的热交换。例.内燃机气缸内气体的膨胀、压缩；空气中声音传播引起局部膨胀或压缩。理想气体准静态绝热过程热传导时间过程时间驰豫时间绝热准静态1.在准静态绝热过程中，理想气体的状态参量满足下面关系：状态方程：由热力学第一定律:*由（a）（b）消去dT可得:用CV,m,V,P除上式得:既泊松公式绝热方程的推导将式两边微分得:*绝热过程方程：（泊松公式）g—比热比常数;C1、C2.C3—常数。p12pVg=C绝热线T2VV1V2T1等温膨胀:内能不变（吸的热全做功）绝热膨胀:系统不吸热，对外做功，内能减小温度降低，T1T2，p1p2.2.理想气体的绝热线比等温线陡12?p12pVg=C绝热线T1T2VV1V2pV=C等温线p1p23.准静态绝热过程理想气体对外做的功(p2,V2)(p1,V1)pV*n=1—等温过程n=?—绝热过程n=0—等压过程n=?—等容过程三、多方过程1.多方过程的过程方程理想气体的实际过程,常常既不是等温也不是绝热的,而是介于两者之间的多方过程PVn=常量（n称为多方指数）一般情况1?n??,多方过程可近似代表气体内进行的实际过程。*2.多方过程理想气体对外做的功:证明:对状态方程和过程方程求微分3.多方过程理想气体摩尔热容：热力学第一定律:*理想气体在各种过程中的重要公式0绝热0等温等压0等体内能增量⊿U对外做功A吸收热量Q过程方程特征过程2-7循环过程一、循环过程系统(工质)经一系列变化回到初态的整个过程。工质复原,内能不变DU=0泵气缸T1Q1T2Q2A1锅炉（高温热库）冷凝器（低温热库）A2循环过程的特征:*如果循环的各阶段均为准静态过程，则循环过程可用闭合曲线表示:正(热)循环逆(致冷)循环系统对外界做净功A外界对系统做净功AA=Q吸－Q放Q吸=Q放－ApVAQ吸Q放pVAQ放Q吸