14-8 热力学.ppt

1 开尔文说法 不可能制造出这样一种循环工作的热机，它只使单一热源冷却来做功，而不放出热量给其它物体，或者说不使外界发生任何变化 . 一 热力学第二定律的两种表述 等温膨胀过程是从单一热源吸热作功，而不放出热量给其它物体，但它是非循环过程. 1 2 W W 低温热源 高温热源 卡诺热机 W A B C D 卡诺循环是循环过程，但需两个热源，且使外界发生变化. 永 动 机 的 设 想 图 2 克劳修斯说法 不可能把热量从低温物体自动传到高温物体而不引起外界的变化 . 虽然卡诺致冷机能把热量从低温物体移至高温物体，但需外界作功且使环境发生变化 . 高温热源 低温热源 卡诺致冷机 W A B C D 注 意 1 热力学第二定律是大量实验和经验的总结. 3 热力学第二定律可有多种说法，每种说法都反映了自然界过程进行的方向性 . 2 热力学第二定律开尔文说法与克劳修斯说法具有等效性 . 自然界发生的过程都是有方向性的。 二 可逆过程与不可逆过程 例如，热量总是自动地由高温处流向低温处，气体总是自动地从高压处流向低压处。 这些在无外界作用下自动进行的过程称为自发过程。 可逆过程 : 在系统状态变化过程中，如果逆过程能重复正过程的每一状态，而且不引起其它变化，这样的过程叫做可逆过程 . 准静态无摩擦过程为可逆过程 准静态过程（无限缓慢的过程），且无摩擦力、粘滞力或其它耗散力作功，无能量耗散的过程 . 可逆过程的条件 不可逆过程：在不引起其它变化的条件下，不能使逆过程重复正过程的每一状态，或者虽能重复但必然会引起其它变化，这样的过程叫做不可逆过程. 非准静态过程为不可逆过程. 凡是自发过程均是不可逆的。即自然现象的不可逆性是自然发展的必然规律。 非自发传热 自发传热 高温物体 低温物体 热传导 热功转换 完全 功 不完全 热 自然界一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的 . 热力学第二定律的实质 无序 有序 自发 非均匀、非平衡 均匀、平衡 自发 (1) 在相同高温热源和低温热源之间工作的任意工作物质的可逆机都具有相同的效率 . 三 卡诺定理 (2) 工作在相同的高温热源和低温热源之间的一切不可逆机的效率都不可能大于可逆机的效率 . 一 热容量与摩尔热容量 单位质量的热容量叫比热容(c) 摩尔热容量：1 mol物质的热容量叫摩尔热容量(Cm)，单位为J/(mol·K). 热容量与摩尔热容量关系为 系统在某一无限小过程中吸收热量 与温度变化 的比值称为系统在该过程的热容量(C). 8-3 气体的摩尔热容量 二 理想气体的摩尔热容量 1.理想气体的定体摩尔热容量 对于理想气体 式中i为分子自由度；R为普适气体常量. 1 mol气体在等体过程中吸取热量 与温度的变化 之比叫气体定体摩尔热容量 2.理想气体的定压摩尔热容量 1 mol气体在等压过程中吸取热量 与温度的变化 之比叫气体定压摩尔热容量 迈耶(Mayer)公式 3. 比热容比 系统的定压摩尔热容量 与定体摩尔热容量 的比值，称为系统的比热容比. 理想气体的比热容比，只与分子的自由度有关，而与气体状态无关. Ⅰ Ⅱ 一 绝热过程 在系统不与外界交换热量的条件下，系统的状态变化过程叫做绝热过程. 特征 气体对外做功: 绝 热 方 程 恒量 恒量 恒量 8-4 绝热过程 绝热过程曲线的斜率 等温过程曲线的斜率 绝热线的斜率大于等温线的斜率. A B C 常量 A处斜率为 A处斜率为 绝热线和等温线 *二 绝热方程的推导 Ⅰ Ⅱ A 绝 热 膨 胀 Ⅰ Ⅱ A 绝 热 压 缩 A A 绝热过程 等体过程 等压过程 等温过程 附表： 例8.1　1mol单原子理想气体，由状态 ，先等体加热至压强增大1倍，再等压加热至体积增大1倍，最后再经绝热膨胀，使其温度降至初始温度，如图所示.试求： 解　(1) (1)状态d的体积 ； (2)整个过程对外做的功； (3)整个过程吸收的热量. 略 (2)先求各分过程的功 由绝热方程 整个过程对外做的总功为 (3)计算整个过程吸收的总热量有两种方法 方法一：根据整个过程吸收的总热量等于各分过程吸收热量的和.先求各分过程热量为 方法二：对abcd整个过程应用热力学