第九章-热力学基础.pptVIP

解题思路和方法 1.选好研究对象－具体的热力学系统 2.弄清系统经历的状态变化过程的特征及已知状态参量和未知状态参量 3.应用状态方程和过程方程先求出有关的状态参量 4.再应用内能，热量，功的计算规律和热力学第一定律列出相关方程并求出结果 等温（ ）放热 由于 绝热有 绝热有 比较得 卡诺热机效率 2、讨论 仿上得 卡诺致冷机 （1）这是完成一个循环所需的最少热源（高温热源 和低温热源 ） （2）提高热机效率的途径 或降低 （提高 ） 实际上约30%！ （3）卡诺热机的效率 即热机效率不能达到100%（？） 例如：南京发电厂某台机组 则其效率为 又例：一台致冷机(冰箱)，其致 冷系数约是卡诺致冷机的55%， 今在如下情况下工作： 　室温200C（293K）冰箱冷室50C（278K）欲使从室内传入冰箱的热量(每天2.0×107J)不断排出，该冰箱的功率为多大？ 解：冰箱的致冷系数 由 的定义 即一昼夜耗电约0.6度 所以 （每天） 其中 为从低温热源吸收的热量，则 （每天） 又因为 （每天） 功率 （瓦） （3）“冷泵”与“热泵” 　而从另一角度来看，所放出的热量是可以利用的，把它送到高温热源中去，又是一个“热泵” 如果将机器适当“换向”，一机就能两用！ 致冷机向高温热源放出热量 　　　　降低了低温热源的温度——“冷泵” 高温热源 低温热源 致冷机 高温热源 低温热源 热机 3、卡诺定理 （1）在同样高低温度之间工作的一切卡诺机（可逆机），其效率都相等 给出提高热机效率的途径和提高效率的局限。 （2）在同样高低温度之间工作的一切不可逆机效率 * * 第9章 热 力 学 §1 热力学过程分类 §2 功 准静态过程中体积功的计算 §3 热 热量的计算 §4 热力学第一定律 §5 绝热过程 §6 循环过程和热机 前言： 热力学研究对象：物质的热运动 　　　　　　（另一种运动形式） 热运动：（固体、液体、气体）大量微粒（原子，分子等）不停地无规则运动 研究对象（系统）的复杂性： 大量微粒1023；速度102—103ms-1；线度10-10m；质量10-26kg；每秒碰撞次数—109 研究方法（气体）： 1、能量观点出发，以实验方法研究热现象的宏观规律（热力学） 2、应用统计方法（大量无规律运动微粒的集体行为）研究其微观本质（气体动理论） 一、理想气体的物态方程 1、描写气体的参量 —压强 —体积 2、平衡态 3、理想气体的状态方程 —绝对温度 气体状态参量不受时间变化 时称为平衡态，在 图上有一确定点 在平衡态时的理想气体各状态量有 —气体质量， —气体的摩尔质量， 　　　　　　　　　（摩尔气体常量） 二、热力学中的几个基本概念和重要物理量 1、热力学系统：研究的对象 孤立系统：不受外界任何影响的系统 开放系统：与外界有能量等交换的系统 2、热力学过程：系统从一个平衡态到另一个平衡态的变化过程 平衡（准静态）过程：过程的中间状态都可以看作平衡状态 　Ｐ－Ｖ图上可用一条曲线表示—过程曲线 准静态过程是理想过程 3、热力学的几个重要物理量 （1）功（体积变化所作的功） Ｐ－Ｖ图上过程曲线下所包围的面积 ★功是过程量不是状态量 （2）热量：系统与外界由于温差而传递的能量 ★热量传递与过程有关，也是过程量 （3）内能：系统内部的能量　　　　　　是描述系统状态的一个物理量（系统内所有分子热运动的能量） 复习：热量　　　热容 　★内能是状态量，内能的变化（增量）与经历过程无关 4、热力学第一定律 　★理想气体内能只是温度的单值函数 （1）定律：系统从外界吸收热量，使系统内能增加和系统对外做功 或 注意　　　　　　　　的正负号规定 　即不消耗任何能量而能不断地对外做功的机器是不可能的 结论：“要科学，不要永动机！”—焦耳 （2）第一类永动机是不可能制作的 三、热力学第一定律在等值过程中的应用 1、等体过程 （2）热力学第一定律 系统（气体）吸收的热量全部用来增加气体的内能 （1）特点：Ｖ=常量，　　　　　　 Ｐ－Ｖ图上过程线图示　　　 过程方程　 =常量 （3）定体摩尔热容量 对质量 气体 重要说明：内能增量只与状态有关与过程无关，所以 是计算内能的普遍表示式，适用于任何过程 定义 （1摩尔） （查表） （1摩尔）