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热力学第一定律。张清 7－1 准静态过程 体积功 热量 二、准静态过程的体积功A 三、热量Q （焦耳J） 7－2 热力学第一定律 二、 热力学第一定律： 7-3 理想气体的摩尔热容量等值过程的计算  一、 定容摩尔热容 二、热力学第一定律对等值过程的应用 2、等压过程 例1： 7-4 绝热过程 三、准静态绝热过程的过程方程 四、准静态绝热过程功： 五、绝热线比等温线陡 例2： 例3： 例4： 例5： *四、 多方过程 7-5 循环过程 卡诺循环 二、热机与制冷机 效率 例6： 三、卡诺循环 四、 卡诺循环效率 五、制冷机 六、卡诺制冷机 气体的许多过程，既不是等值过程，也不是绝热过程，其压力和体积的关系满足： n =1 — 等温过程； n = ? — 绝热过程； n= 0 — 等压过程； n = ?—等体过程 PVn =常量 （n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。 一、循环过程 1、系统经历一系列状态变化过程以后又回到初始状态。 2、在P-V图上的，循环过程是一条闭合曲线。 0 V P 特征：内能不变！ 顺时针循环（正循环） 系统对外作功为正。 0 V P 热机 0 V P 反时针循环（逆循环 ） 系统对外作功为负。 制冷机 锅炉 冷凝器 泵 A1 涡轮机 A2 锅炉 Q2 冷凝器 Q1 即 其中： （净功） 高温T1 低温T2 Q1 Q2 A 热电厂水循环过程 ?Q1为 循环分过程吸取热量的总和。 ? Q2循环分过程放出热量的总和。 ? Q1、Q2、A均表示数值大小。 例： P V a b c d 0 T2 T1 吸热： 放热： 320g氧气如图循环，设V2=2V1,求?。 （其中T1=300K，T2=200K。） P A B C D V1 V2 T1 T2 V 解： AB: 吸热 CD: 放热 DA: 吸热 BC: 放热 例题：1 mol 氧气作如图所示的循环.求循环效率. 解: Q ca Q ab Q bc p V V 0 0 p 0 等 温 a b c 0 2V 2 p 0 吸热 放热 放热 1824年，卡诺（法国工程师）提出的理想循环。 1、工质：理想气体 2、准静态过程。 P A B C D V1 V4 V2 V3 T1 T2 3.构成：两个等温过程，两个绝热过程。 4、特点：只跟两热源接触 A?B： P A B C D V1 V4 V2 V3 T1 T2 C?D： ★ Q1 Q2 卡诺定理指出了提高热机效率的途径： 尽量的提高两热源的温度差。 定理说明: 1.卡诺循环须两个热源; 2.效率与工质无关,只与两个热源温度有关; 3.卡诺循环的效率总是小于1. 1 3 4 2 P V 0 V1 V4 V2 V3 T1 T2 S1 S2 例1 如图所示的卡诺循环中，证明：S1＝S2 例题：1 mol 理想气体在 T1 = 4 00 K 的高温热源与T2 = 300 K 的低温热源间作卡诺循环（可逆的），在 4 0 0 K的等温线上起始体积为V1 = 0 . 0 01 m3，终止体积为V2 = 0 . 0 05 m3，试求此气体在每一个循环中 (普适气体常量 R = 8 . 3 1 J / K . m o l ) (1) 从高温热源吸收的热量Q 1 ； (2) 气体所作的净功W 。 解：(1) (2) J J P A B C D V1 V4 V2 V3 T1 T2 Q1 Q2 0 V 可使低温热源的温度更低，达到制冷的目的。 T1 T2 Q1 Q2 A 显然，吸热越多，外界作功越少，表明制冷机效能越好。 制冷系数： 致冷系数： 2 1： 4 3： * 开尔文 克劳修斯 卡诺 一、热力学系统：被研究的物体组（本章：气体）。 二、功：宏观运动与分子无规则热运 动之间的转换。 三、热量：系统内外分子无规则热运动之间的转换。 电源 R 本章对热力学系统，从能量观点出发，以观察和实验为前提，分析、说明热力学系统在状态变化过程中热、功转换的关系和条件。 一、准静态过程 气体 砂堆 准静态过程 P-V图上一个点表示一个平衡态；一条曲线表示一个准静态过程。 系统所经历的中间态都无限接近于平衡态。 当气体作准静态压缩 或膨胀时，Pe=P 。 活塞与汽缸无摩擦 Pe P S dl 气体对外界所作的元功为： 系统对外作正功； 系统对外作负功； 系统不作功。 功的大小等于P～V 图上过程曲线P=P(V)下的面积。 功与过程的路径有关。 P A B V 0 如果气体的膨胀