热力学第一定律课件.pptVIP

*熱力學第一定律（Firstlawofthermodynamics)*始平衡態一系列非平衡態末平衡態過程進行的任一時刻系統的狀態並非平衡態。熱力學中，為能利用平衡態的性質，引入（Firstlawofthermodynamics)§3.1准靜態過程（quasi-staticprocess）熱力學系統從一個狀態變化到另一個狀態,稱為熱力學過程（簡稱“過程”）。准靜態過程的概念。*准靜態過程：系統的每一狀態都無限接近於平衡態的過程。態組成的過程。即准靜態過程是由一系列平衡←快非平衡態←緩慢接近平衡態准靜態過程是一個理想化的過程，是實際過程的近似。非准靜態過程准靜態過程*統一於“無限緩慢”矛盾平衡即不變過程即變化只有過程進行得無限緩慢，每個中間態才可看作是平衡態。如何判斷“無限緩慢”？引入弛豫時間（relaxationtime）?：平衡破壞恢復平衡??t過程?：過程就可視為准靜態過程所以無限緩慢只是個相對的概念。*氣體壓強的弛豫時間：氣缸線度：L~10-1m分子平均速率：~10-3s容器的線度分子熱運動平均速率~102m/s內燃機活塞運動週期?t~10-2s所以汽缸的壓縮過程可認為是准靜態過程。例如分析內燃機氣缸內的氣體經歷的過程：*(p2,V2)(p1,V1)(p,V)過程曲線准靜態過程可以用過程曲線來表示：VOp改變系統狀態的方法：1.作功2.傳熱一個點代表一個平衡態*△§3.2功（work）體積功dA=pdV─過程量摩擦功電流的功一般元功dA=frdldA=UdqdA=廣義力f×廣義位移dq=UIdt通過作功改變系統的熱力學狀態的微觀實質：分子無規則運動的能量分子規則運動的能量碰撞V1VV+dVV2VOpdA=pdV通過作功可以改變系統的狀態。*§3.3內能，熱量，熱力學第一定律一.內能（internalenergy）1212A絕熱ⅠA絕熱Ⅱ絕熱壁A絕熱ⅠR水絕熱壁A絕熱ⅡRI水*實驗表明：由此可定義系統內能E，令E的增量滿足關係：實驗和理論都表明：—與過程無關E—狀態量，只要1和2狀態確定，則*(1)分子熱運動的能量；(2)分子間勢能和分子內的勢能；(3)分子內部、原子內部運動的能量；(4)電場能、磁場能等。T不太大時，系統狀態的變化主要是熱運動的能量變化和分子間的勢能變化其他形式的運動能量不改變。氣體動理論：（剛性）從微觀上看，系統的內能包括：*二.熱量（heat）：通過溫度差傳遞的能量（定性）E1E2Q定義：Q0系統吸熱Q0系統放熱分子無規則運動的能量傳熱的微觀本質是：dQ系統外界不作功Q從高溫物體向低溫物體的傳遞碰撞在熱力學中我們已經有了內能的定義，考慮一個傳熱不作功的過程：由此可進一步給出熱量的定量的定義。*三.熱力學第一定律(firstlawofthermodynamics)E1E2AQ對任意元過程：A0系統對外界作功實驗表明：Q0系統從外界吸熱Q─過程量一般情況：（熱一律）系統從外界吸收的熱量等於系統內能的增量和系統對外界作功之和。*思考下列的靜電永動機能否實現？V?E=0OpA=QQ“第一類永動機”不存在。迴圈過程：++--++--??++++絕緣杆絕緣杆帶電杆帶電杆*熱力學第一定律是熱現象中的能量轉化與守恆的定律。熱力學第一定律適用於任何系統的任何過程（非准靜態過程亦成立）。*§3.4熱容量（heatcapacity）一.摩爾熱容（量）定壓熱容量定體熱容量（體積不變）（壓強不變）定義系統溫度升高1度所吸收的熱量為系統的熱容量，即：*定壓摩爾熱容量定體摩爾熱容量一摩爾物質溫度升高1度所吸收的熱量叫摩爾熱容量，?——摩爾數即：*二.理想氣體的內能等體過程：(E,T)OV