热力学统计物理(汪志成).ppt

绝热: B).物理: 如果从交点开始压缩气体 由 T=const U(T)不变 P V O 绝热 等温 等温过程: dQ=PdV 压缩功→内能,U=U(T) U↑、T↑ (从一条等温线跳到另一条等温线,曲线更陡峭) (5).多方过程: 一般过程,上述等值过程为其特例 特点: 热容量为一定值 不同过程,n取不同值 绝热过程: dU+PdV=0 dU=-PdV 压缩功→热能 还给外界 物理上对绝热线的斜率的说明： 热一律: 其微分形式和 可以导出其参量关系 参量关系: 多方指数： 讨论: 等压过程 n=0 等温过程 n=1, 绝热过程 等容过程 , 功: 热量: 内能: 循环过程:是对热机（致冷机）工作过程中,工作物质 状态变化的抽象 热 机: 蒸汽机、 内燃机 热能→机械能 致冷机: 冰箱、冷柜 机械能→热能 特 点: 始态=终态 U变化 但 §1-9 理想气体的循环过程、卡诺循环: 锅炉 汽缸A 冷却器 水池 气缸中的气体仍可看作准静态过程 Why ? 节流阀 液氨瓶 冷库 压缩机A 热一律: dQ=PdV 正循环: 净吸热=对外功 逆循环: 外界功=净放热 热机效率: 致冷机系数: 卡诺循环: （理想循环） 特点: 两条等温线,两条绝热线 a→b 等温膨胀 dU=0 吸热 对外作功 越大越好 所以对热机或制冷机 a b c d V P T1 T2 b→c 绝热膨胀 dQ=0 -dU=PdV U↓，T↓， c→d 等温压缩 dU=0 d→a 绝热压缩 dQ=0 -PdV=dU U↑,T↑, 由绝热过程参量关系得: 卡诺热机效率(致冷系数) 热 机 致冷机 从低温热源带走热量, 越低, 作功越多, 越小. 热力学第一定律小结 1、功和热量 (定义和计算) 2、热一律 (内能U 焓H的物理意义) 3、热一律的应用 (求解理想气体的等值过程， 循环过程的A、Q、△U) §1-10 热力学第二定律 1.可逆过程与不可逆过程 可逆过程: 理想, 不可逆过程: 真实 自然发生的过程具有方向性. 平衡过程 + 无磨擦 = 可逆过程 例：君不见黄河之水天上来，奔流到海不复还， 君不见高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪. 李白 将进酒 热一律: 热力学过程中能量守恒 热二律: 热力学过程具有方向性 (沿着能量耗散方向进行) 2.热力学第二定律: 两种表述: (1).克劳修斯表述: 热不能自动地从低温物体传到高温物体 （ (冰箱)低 高(锅炉) 热传导是不可逆过程 (2).开尔文表述:热不能自动地全部变成功 海水 放出 Q 供全世界用1千年. 磨擦 生热 功转变成热是不可逆过程 热一律的又一表述:第一类永动机是不可能的. 热二律的又一表述:第二类永动机是不可能的. §1-11. 卡诺定理 ①热机效率与工作物质有无关系 ②热机效率有无上限？ 卡诺热机效率: 卡诺定理: (1). (2). 注意: ①只有均匀系统有统一的物态方程; ②热力学对物态方程只能从实验中测得. 2.测定物态方程的一般方法 (1).三个系数(物态方程的偏导数) 定压膨胀系数:压强一定,体积随温度变化的比率 定容压强系数:体积一定,压强随温度变化的比率 等温压缩系数:温度一定,体积随压强变化的比率 P V T (2).物态方程的测定 f=f(P,T,V) 实验中测得 ,通过下式积分求出 证: 3.几种物态方程 (1).理想气体(理想模型) 宏观:高温稀薄 微观:不计分子大小和相互作用 (普适常量) (2)真实气体 　　 　　范德瓦尔斯对理想气体物态方程作了两点修正: ①真实气体分子大小不能忽略: V-b ②真实气体分子间有相互作用: 内压强 n:分子数密度 范德瓦尔斯方程,a,b是常量 (3).液体表面簿膜(几何面) 表面张力 与摄氏温度 的函数关系 时的表面张力 (4).顺磁性固体 磁化强度M与磁场强度H 与绝对温度 T之间的函数关系 与临界温度接近 n:临界指数,1-2之间 测温性质 顺磁物质在磁化状态下的物态方程 C=const 注：T 超过居里点,磁性