热力学第一定理.pptVIP

2、准静态循环过程分类 沿顺时针进行的循环 正循环过程 沿逆时针进行的循环 逆(负)循环过程 系统对外界做功： 热机循环 外界对系统做功： 制冷循环 介绍一个具体的热机--蒸汽机 ?热机须有工作物质、高温热源（锅炉）、低温热源（冷凝器） 高温热源 低温热源 热机 A V P ?热机的效率 二、热机和制冷机 四冲程汽油内燃机的循环-----奥托循环（N.A.Otoo） 具体工作过程 #吸入燃料过程：气缸吸入汽油蒸汽和助燃空气，可看作等压过程（过程ea)。 1、压缩过程：活塞运动，将吸入的混合气体加以压缩，可看作绝热过程（过程ab)。 2、爆炸、做功过程：用电火花引起气体爆炸，气体压强剧增，由于爆炸事件短促，活塞在这一瞬间移动的距离很小，近似为等体过程（过程bc）。 4、排气过程，开放排气口，使气体的压强突然降到大气压，近似等体过程（过程da） ，再由飞轮的惯性带动，排出废气。 a b c d V1 V2 p V e 3、做功过程：在这巨大的压力推动下，活塞做功，可看作绝热过程（过程cd） 。 求奥托循环的效率（四冲程汽油机的理想过程） 在b---c过程中气体吸热 在d---a过程中气体放热 （a---b，c----d）是绝热过程 α为压缩比，不能大于7 a b c d V1 V2 p V e 致冷机 介绍一个具体的致冷机—冰箱 高温热源 低温热源 制冷机 A V P 从以上可以看出： ?致冷机：在外界作功的条件下，从低温热源吸收热量传向高温热源。 ?定义： 致冷系数 单位数量的功能从低温热源提取的热量来说明致冷的性能。 求斯特林循环的逆向制冷效率 由两个等温过程（a---b，c----d） 和两个等容过程（b---c，d----a）组成 在b---c过程中气体放热 在d---a过程中气体吸热 在a---b过程等温压缩 在c---d过程等温膨胀 a b c d V1 V2 P V T2 T1 定义： 由两个等温过程和两个绝热过程组成的准静态 循环过程为卡诺循环。 按卡诺循环工作的热机为卡 诺 机。 2. 卡诺机的热机效率 p o V T1 T2 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ a b c d a → b 等温膨胀吸热为： ① 由等温过程求吸热 Q1 和放热 Q2 : c → d 等温压缩放热为： 三、卡诺过程 ② 代入热机效率一般公式： ③ 利用绝热过程方程，整理化简： b → c 绝热膨胀： d → a 绝热压缩： 上面两式相除 卡诺循环效率 p o V T1 T2 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ a b c d 3. 卡诺致冷循环的致冷系数 卡诺制冷循环的制冷系数 wc 也是在 T1 和 T2 两个温度之间工作的各种致冷机致冷系数的最大值。 提高高温热源的温度现实些 1. 理论指导作用 讨论： 2. 理论说明低温热源温度T2 ? 0，说明热机效率 3. 疑问：由热I律循环过程中，如果 说明: 必然还有一个独立于热一律的定律存在，这就是热二律 不违反热一律 现代热电厂的汽轮机利用的水蒸气温度达到580°，冷凝水温度为30°C，按卡诺循环计算η=1-T1/T2=64.5%。实际情况差很多，最高为36%。 统计物理学基础小结： 一）一个重要的方程 二）两个重要的分布律： A）Maxwell分布律 B）Boltzmamn分布律 三) 三种统计速率 四)四个重要的统计规律： 1）压强公式 2） 温度公式 3）能均分原理（平衡态中，均分到每个自由 度上的能量为二分之一kT 刚性理想分子的平均总能量 M克刚性理想气体的内能 4）分子的平均自由程和碰撞频率 清楚意义了吗？ * 第21章 热力学第一定律 21.1 基本概念 21.2 热力学第零定律 21.3 热力学第一定律 21.4 热力学第一定律对理想气体应用 21.5 热机效率 卡诺定理 统计物理学是从微观上来研究热学现象，但很多问题都要涉及到分子的许多细节，如分子的组成、分子的自由度等。有时并不能完全知道这些。这时可从宏观上来研究，以达相辅相成、互相补充的目的。 所谓从宏观上来研究，主要指从能量的角 度来研究。主要内容有： 1）内能、功和热量； 2）热力学第一定律及其对理想气体的应用 3）热力学第二定律。 21.1 基本概念 一、热力学系统 热力学系统（简称系统）：由大量微观粒子组成 的有限的宏观物质系统。 孤立系统：与外界无物质和能量交换的系统 外界（环境）：系统以外的物质 开放系统：与外界有物质和能量交换的系统 封闭系统：与外界无物质，但有能量交换的系统 二、热力学物理量 1、状态参量 描述处于平衡态的系统的