06热力学第一定律及在等值过程中应用.pptVIP

* 热力学第一定律及其在等值过程中的应用 设一热力学系统，初始时内能为E1，如果系统吸热，使系统内能增加到E2，系统对外作功A。 在一般情况下，系统内能的改变可能是作功与传热的共同结果。 由能量守恒与转换定律，有： 系统 即 物理意义 热力学第一定律 微小过程： 符号 表示“元”， 因为Q、A不是状态函数，不能写成微分。 对准静态过程： ， 由 一、热力学第一定律 ①.注意内能增量、功、热量的正负规定。 ②.热—功转换不是直接进行的，而是间接的，内能是传递工具。 明确几点： 外界对系统作功，使内能增加，再通过内能降低，系统放热。 系统吸热后，先使内能增加，再通过降低内能对外作功。 ③.热力学第一定律实际上是能量守恒定律在热力学中的体现。热力学第一定律是从实验中总结出来的。 第一类永动机：即不从外界吸收能量，而不断对外作功的机械。 第一类永动机违反能量守恒定律。 热力学第一定律对准静态过程和非准静态过程均适用。但为便于实际计算，要求初终态为平衡态。 等容过程也称等体过程。 系统的体积不变 1.过程特点 3.过程曲线 2 .过程方程 等容过程体积不变，P ~ V 图曲线下的面积为 0 ，气体作功为 0 。 4.内能增量 5.功 6.热量 1.等容过程 二、热力学第一定律在等值过程中的应用 多原子分子气体 内能增量又可写成： 此公式不仅适用于等容过程，对任何过程都适用。 单原子分子气体 双原子分子气体 等容摩尔热容： 7.热力学第一定律的应用 意义：等容过程系统吸热全部转变成内能。 系统的压强不变 1.过程特点 3.过程曲线 2 .过程方程 4.内能增量 5.功 6.热量 压强不变 7.热力学第一定律的应用 2.等压过程 多原子分子气体 CP CV 的物理意义: 1 mol 理想气体温度升高 1 oC，对于等容过程,体积不变吸热只增加系统内能；而对于等压过程除了增加系统内能外，还要对外作功，所吸收的热量要更多一些。 单原子分子气体 双原子分子气体 等压摩尔热容： 迈耶公式 系统的温度不变 恒温源 1.过程特点 3.过程曲线 2 .过程方程 4.内能增量 5.功 由理想气体状态方程 等温过程的功 （1） 3.等温过程 由过程方程 则等温过程的功 原因：对于等温过程温度不变，Q=A，而功是过程量，与过程有关，因而CT也与过程有关，没有意义。 （2） 6.热量 7.热力学第一定律的应用 无法使用 计算等温过程的热量。 等温过程 则 意义：等温过程系统吸热全部用来对外作功。 系统与外界绝热。无热量交换。 绝热材料 系统对外作功全部靠内能提供。 绝热过程摩尔热容为0。 1.过程特点 3.热力学第一定律的应用 2.内能增量 绝热过程 4.绝热过程 在绝热过程中，P、V、T三个参量同时改变。 4.功 定义摩尔热容比 由热力学第一定律的微小过程应用公式 准静态绝热过程 5.过程方程 有： （1） 两边乘R有 由理想气体状态方程 （2） 全微分 （3） （3）-（1）式 两边同除以 PV 积分 （4） 由（2）式与（4）消 P： （5） 由（2）式与（4）消V： （6） 绝热方程 （2） 将绝热线与等温线比较。 ①.等温线斜率 全微分 6.过程曲线 斜率 原因：当气体由图中两线交点所代表的状态继续膨胀相同的体积时，等温过程其压强的增大，仅是由于体积的增大；对于绝热过程，则因系统对外作功，系统的温度将因内能的减小要下降。所以强下降不仅是由于体积的增大，还由于温度的降低。所以绝热线要比待温线陡。 绝热线斜率是等温线斜率的 ? 倍。绝热线要比等温线陡。 ②.绝热线斜率 全微分 绝热线斜率 解： 1.等容降压过程 曲线下面积为 0， 由 例：讨论下列几个过程温度变化、内能增量、功、热量的正负： 1.等容降压过程；2.等压压缩过程； 由热力学第一定律 放热 2.等压压缩过程 体积收缩，曲线下面积为负值。 由 由热力学第一定律 放热 * * *