热学第四章.pptVIP

小 结 一、准静态过程 是一个进行得无限缓慢，以致系统连续不断地经历着一系列平衡态的过程。 只有系统内部各部分之间及系统与外界之间都始终同时满足力学、热学、化学平衡条件的过程才是准静态过程。 二 、可逆过程 在热力学中，只有过程进行得无限缓慢且没有摩擦等引起机械能耗散的准静态过程，才能是可逆过程。 例题1. 一定量的理想气体，经历某过程后，它的温度升高了。根据热力学定律可以断定： （1）该理想气体系统在此过程中吸了热。 （2）在此过程中外界对该理想气体系统作了正功 （3）该理想气体系统的内能增加了。 （4）在此过程中理想气体系统从外界吸了热，又 对外界作了功。 以上正确的断言是： （A）（1）、（3） （B）（2）、（3） （C）（3） （D）（3）、（4） （E）（4） 例题2 . 一理想气体经历图示的过程，试讨论过程 1-2 与过程 1”-2 的摩尔热容量是正还是负？图中1’-2为绝热过程。 例题3. 1mol 单原子分子的理想气体，经历如图所示的可逆循环，联结a、c 两点的曲线ca 的方程为 P = P0V2/V02，a 点的温度为T0， （1）试以 T0、R 表示 ab、bc、ca过程中气体吸收的热量。 （2）求此循环的效率。 Pb = Pc = 9 P0 Vb= V0 Tb =（ Pb / Pa ）Ta = 9 T0 过程 bc 例题4. 一定量的某种理想气体，开始时处于压强、温度、体积分别为P0 =1.2×106 Pa, T0 = 300K ，V0 = 8.31×10-3m3 的初态，后经过一等容过程，温度升高到 T1=450K ，再经过一等温过程，压强降到 P = P0 的末态。已知该理想气体的等压摩尔热容和等容摩尔热容之比 CP/CV=5/3 ， 求：（1）该理想气体的等压摩尔热容 CP 和等容摩尔热容 CV （2）气体从始态变到末态的全过程中从外界吸收的热量。 已知：P0， T0， V0 T1 P1V0 T1 P0V1 全过程中气体从外界吸收的热量为 Q = △U+W = 1.35 ×104J 例题5 . 如图所示，用绝热材料包围的圆筒内盛有刚性双原子分子的理想气体，并用可活动的、绝热的轻活塞将其封住。M、N 是固定在圆筒上的环，用来限制活塞向上运动。1、2、3是圆筒体积等分刻度线，每等分刻度为1×10-3m3。开始时活塞在位置1，系统与大气同温、同压、同为标准状态。现将小砝码逐个加到活塞上，缓慢地压缩气体，当活塞到达位置3 时停止加砝码；然后接通电源缓慢加热至2； （1）在 P-V 图上画出相应的循环曲线。 （2）求出各分过程的始、末状态的温度。 （3）求该循环过程中吸收的热量和放出的热量。 （1）系统开始处于标准状态a，活塞从1-3为绝热压 缩过程，终态为b；活塞从3-2为等压膨胀过程，终 态为c ；活塞从2-1为绝热膨胀过程，终态为d；除 去绝热材料恢复至原态a，该过程为等容过程。该循 环在 P-V 图上对应的曲线如图所示。 （2）由题意可知 Pa=1.013×105Pa , Ta=273k , Va= 3×10-3m3, Vb= 1×10-3m3, Vc= 2×10-3m3 bc为等压膨胀过程, 故得 功率 （2）设从冰箱取走的热量 Q2 需时间为 t 三、功是力学相互作用下的能量转移 功不是表征系统状态的量，而是与作功过程有关的量。功的几何意义: 功在数值上等于P ~V 图上过程曲线下的面积。 理想气体在几种可逆过程中功的计算 四、热量与功 热量与功是系统状态变化中伴随发生的两种不同的能量传递形式，它们都与状态变化的中间过程有关，都不是系统状态的函数，不满足多元函数的全微分条件。 五、热力学第一定律 1、能量守恒定律 第一类永动机 (不消耗任何形式的能量而能对外作功的机械 )是不能制作出来的。 2、内能定理 内能是态函数 U2 — U1 = W绝热 3、热力学第一定律的数学表达 U W U = 1 2 + Q = W d d U + Q d 1 Q = U 2 U + P dV ? 六、