热学现象的宏观规律.pptVIP

例1 设有 5 mol 的氢气，最初的压强为 温度为 ，求在下列过程中，把氢气压缩为原体积的 1/10 需作的功: 1）等温过程，2）绝热过程 . 3）经这两过程后，气体的压强各为多少？ 解 1）等温过程 2） 1 2 常量 （? =CP/ Cv =1.41） 3）对等温过程 对绝热过程, 有 1 2 常量 * * * §7.3 功与热量 有 奥恩库尔的“永动机”模型 §7.4 热力学第一定律与内能 §7.4 热力学第一定律与内能 焦耳实验：对系统做机械功 焦耳实验：对系统做电功 一 、内 能 （状态量） §7.4 热力学第一定律与内能 1、系统与外界绝热隔离 焦耳实验说明，绝热功与实施绝热过程的途径无关，而由状态1和状态2完全决定。而内能就是表征某一状态的函数。 系统从平衡态1经绝热过程到到平衡态2, 内能的增加量为 B 1 2 A * * B 1 2 A * * 系统内能的增量只与系统起始和终了状态有关，与系统所经历的过程无关，内能是状态量。（与势能进行类比） 内能是状态量： 实际气体： 理想气体： 内能是温度的单值函数： 内能指与微观热运动有关的能量，不包括系统整体的机械能。 §7.4 内能 热力学第一定律 2、系统与外界未绝热隔离 外界对系统 做功A 系统从外界吸收热量Q 系统内能的增量?U + + 系统吸热 系统放热 内能增加 内能减少 系统对外界做功 外界对系统做功 正负规定： §7.4 热力学第一定律与内能 二、热力学第一定律 系统从外界吸收的热量,一部分使系统的内能增加, 另一部分使系统对外界做功 。 1、数学表达式 2、说明 （1）热力学第一定律是包括热现象在内的能量守恒与转化定律的一种表达形式。 （2）该定律的另一种通俗表述是：第一类永动机是不可能造成的。 无限小过程 永 动 机 的 设 想 图 计算各等值过程的热量、功和内能的理论基础 1、 （理想气体的共性） 2、 解决过程中能 量转换的问题 4、 理想气体的功、热量的计算公式。 三、热力学第一定律在理想气体等值过程中的应用 3、 理想气体的内能是温度的单值函数。 （一）等容过程 1、过程特点 系统的体积不变 2、过程方程 3、过程曲线 V P 2（P2,V,T2） P1 P2 V O 1（P1,V,T1） 等容升压 气缸内气体吸热升压 5、内能增量 4、功 6、热量 等容过程系统从外界吸收的热量全部转化为内能 说明：此公式不仅适用于等容过程，对任何过程都适用。此公式可作为计算任何热力学过程中理想气体内能改变的普遍公式。理想气体的内能仅是温度的单值函数 。 （二）等压过程 1、过程特点 系统的压强不变 2、过程方程 3、过程曲线 V P V1 V2 P （P,V2,T2） O （P,V1,T1） 1 2 等压膨胀 气缸内气体等压膨胀 5、内能增量 4、功 6、热量 （迈耶公式） （比热容比） 意义：在具有相同初末态的过程中，等压过程吸收的热量大于等容过程中吸收的热量。 1mol理想气体温度升高1K，对于等容过程，体积不变，吸收的热量全部用于增加系统的内能。而对于等压过程，吸收的热量除用于增加系统的内能，还要对外作功。所以，等压过程中系统吸收的热量比等容过程中要多8.31J。 三、等温过程 §7.4 理想气体的热力学过程 （1） §7.4 理想气体的热力学过程 （2） 因此，无法用 来计算等温过程的热量。 四、绝热过程 §7.4 理想气体的热力学过程 §7.4 理想气体的热力学过程 §7.4 理想气体的热力学过程 A A §7.4 理想气体的热力学过程 §7.4 理想气体的热力学过程 §7.4 理想气体的热力学过程 §7.4 理想气体的热力学过程 §7.4 理想气体的热力学过程 §7.4 理想气体的热力学过程 §7.4 理想气体的热力学过程 A B 导热板 A、B 两系统达到 热平衡 时，两系统具有一个共同的宏观性质—— 温度 。 温度（T）：互为热平衡的系统所具有的的一个共同的宏观性质，称为系统的温度 。 温标：温度的定量表示。 摄氏温标：t（0C） 热力学温标：T（K） 第三篇 热学 热学 --- 研究物质热现象和热运动规律 1．什么是热学 宏观物体是由大量的微观粒子(分子、原子等)所组成的。 微观粒子的无规则的运动，称为热运动(thermal motion) 。 热学是研究热运动的规律及其对物质宏观性质的影响，以及与物