第09章 热力学基础.pptVIP

1. 等体过程 热力学过程中体积保持不变 过程方程：dV = 0 功：dW = 0 W = 0 热量：(dQ)V = dE QV = E2-E1 内能（理想气体）： 过程方程、状态方程 定体摩尔热容： 证明： 热力学第一定律 理想气体： 2. 等温过程 热力学过程中温度保持不变 过程方程：dT = 0 或 pV = const. 功和热量： 对理想气体： 内能: dW = dQ = pdV p1 p2 T V O p V1 V2 思考：等温过程的摩尔热容量=？ 3. 等压过程 热力学过程中压强保持不变 过程方程：p = const. 热量： 内能: p V O p V1 V2 功： 定压摩尔热容： 证明： p = const. ——迈耶公式 状态方程： 过程方程： 定压摩尔热容： 定体摩尔热容： 热容比： 单原子气体： 双原子气体： 多原子气体： 同一状态下1 mol 的理想气体温度升高1 K，等压过程需要吸收的热量比等体过程中吸收的热量多8.31 J： 这是因为在这两个过程中内能的增量相同，但是等压过程需要吸收更多的热量用于对外做功。 用 值和实验比较： 3 5 1.67 5 7 1.40 6 8 1.33 （常温下)符合得很好 4. 绝热过程（*重点*） 热力学过程中没有任何热传递 过程方程： 转化成对(p，V，T)的约束方程 ——绝热过程方程 Q＝0 W 证明： 从热力学第一定律出发 微分得： 讨论 过程曲线 p O V 过程方程的其它形式 绝热过程曲线比等温线陡 绝热线 等温线 O V p 绝热过程的功 p O V1 V2 V 绝热线 绝热过程内能的改变 绝热过程的热容量呢？ 解：先求原体积 V1 (1) 等压过程： (2) 等温过程： (3) 绝热过程： V(10－3m3) 2 a b 1 p(105Pa) 2 6 O V(10－3m3) 2 a b 1 p(105Pa) 2 6 O (1) 内能改变（双原子理想气体）： (2) 功： (3) 热量： V(10－3m3) 2 a b 1 p(105Pa) 2 6 O V(10－3m3) 2 a b 1 p(105Pa) 2 6 O 用斜率求： 等温线斜率： 等温线斜率： →最高温度时：V=1.25×10-3m3 →V=(35/24)×10-3m3 之前吸热 热力学第一定律小结： 热力学第一定律： 内能增量： 功（准静态过程）： 热容： 比热容： 摩尔热容： 定体摩尔热容： 定压摩尔热容： 迈耶公式： 比热容比： 等体过程； 等压过程； 等温过程； 绝热过程： （以上过程中 的计算；教材 P18） 作业： 9-4、9-5、9-8 §9-1 热力学过程 内能、功和热量 §9-2 热力学第一定律 §9-3 热力学第一定律对理想气体的应用 §9-4 循环过程 §9-5 热力学第二定律 卡诺定理 §9-6 热力学第二定律的统计意义 熵的概念 1. 热力学过程　 2. 准静态过程 3. 准静态过程的功 4. 内能 5. 热量 1. 热力学过程　 系统从一个平衡态向另一个平衡态过渡的过程 p 1 2 2. 准静态过程 过程进行的每一步系统均处于平衡态 说明： 是一理想模型 当实际过程进行得非常缓慢，可近似认为是准静态过程 系统平衡态可用（P-V）（或P-T、V-T）描述 一个平衡态可用一个点表示 一个准静态过程： 可用一条曲线表示 反之亦如此。 非准静态过程对应一条虚线 2(p2,V2,T2) O V p 1(p1,V1,T1) 一般地，“无限缓慢”进行的过程可看成准静态过程 假定系统从某一平衡态开始变化，状态的变化必然会使原来的平衡受到破坏，需要经过一定的时间（称为弛豫时间）才能达到新的平衡态 例.气缸气体的弛豫时间 ～10-3 s 常温下气体分子速率： 容器线度为 1 m， ～1000 m/s 则弛豫时间约为： 压缩时间 驰豫时间，相比是个缓慢的过程 气缸一次压缩时间：10-2秒 则该气缸压缩近