第15章 热力学第一定律.pptVIP

作业 第14、15章 一、7 二、4 P37 习题15.3 作业 第14、15章 一、6 二、5 三、2 回顾 等体： 等压： 等温： 等压： 等体： 等温： 一、1.绝热过程 系统不与外界交换热量的过程。 绝热过程中系统对外做功全部是以系统内能减少为代价的。 2.绝热方程 15-4 绝热过程 1、准静态绝热方程的推导 联立消去dT 如图，一定质量的理想气体分别经过绝热过程1和某一过程2由状态a到状态b，这两个过程中的热容量分别用 及 表示，则有（ ） 绝热线 绝热线与等温线比较 膨胀相同的体积绝热比等温压强下降得快 绝热线 等温线 等温 绝热 绝热线比等温线更陡。 例15.3 一定质量的理想气体，从初态 开始，经过准静态绝热过程，体积膨胀到 ，求在这一过程中气体对外做的功。设该气体的比热比为 2、气体绝热自由膨胀 气体 真空 Q=0 A=0 △E=0 如图所示，一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部分，左边盛有一定量的理想气体，压强为 ，右边为真空。今将隔板抽去，气体自由膨胀，当气体达到平衡时，气体的压强是[ ] (B) (C) (D) 气体 真空 对于一定量的理想气体，下列过程中不可能发生的过程是（ ） （A）从外界吸收热量但温度降低； （B）对外做正功且同时吸热； （C）吸热且同时体积被压缩； （D）等温下的绝热膨胀过程； 习题15.6 有一气缸由绝热壁和绝热活塞构成。最初气缸内体积为30L，有一隔板将其分成两部分：体积为20L的部分充以35g氮气，压强为2atm：另一部分为真空。今将隔板上的孔打开，使氮气充满整个气缸。然后慢慢地移动活塞使氮气膨胀，体积变为50L。 （1）求最后氮气的压强和温度 20L 30L 50L 20L 30L 绝热自由膨胀 30L 50L 绝热过程 20L 30L 50L (2) 求氮气体积从20L变到50L的整个过程中氮气对外所做的功及 氮气内能的变化。 20L 30L 50L 热机 ：持续地将热量转变为功的机器 . 工作物质（工质）：热机中被利用来吸收热量并 对外做功的物质 15-5 循环过程 一个系统，如热机中的工质经历一系列变化后又回到初始状态的整个过程叫循环过程，简称循环。 循环过程的特点：?E=0 若循环的每一阶段都是准静态过程，则此循环可用p-V 图上的一条闭合曲线表示。 p V a b c d 沿顺时针方向进行的循环称为正循环。 沿反时针方向进行的循环称为逆循环。 正循环： 逆循环： 卡诺循环 逆向卡诺循环（制冷循环） 15.6 卡诺循环 由两个准静态等温过程和两个准静态绝热过程所组成的循环称之为卡诺循环。 高温热源T1 低温热源T2 工质 1?2：与温度为T1的高温热源接触，T1不变， 体积由V1膨胀到V2，从热源吸收热量为: 3?4：与温度为T2的低温热源接触,T2不变，体积由V3压缩到V4，从热源放热为: 4?1：绝热压缩，体积由V4变到V1，吸热为零。 2?3：绝热膨胀，体积由V2变到V3，温度降到 吸热为零。 工质从外界吸收热量的总和为Q1 放给外界的热量总和为Q2 正循环过程是将吸收的热量中的一部分Q净转化为有用功，另一部分Q2放回给外界 热机正循环效率 高温热源T1 低温热源T2 工质 对绝热线23和41： 卡诺循环效率 说明： （1）完成一次卡诺循环必须有温度一定的高温 和低温热源 （2）卡诺循环的效率只与两个热源温度有关 （3）卡诺循环效率总小于1 （4）在相同高温热源和低温热源之间的工作的 一切热机中，卡诺循环的效率最高。 一卡诺热机的低温热源温度为12摄氏度，效率为40%，如将其效率提高到50%，则高温热源的温度需提高＿＿。 电冰箱 质点系的动能定理 五、机械能守恒定律 对于保守内力 代入 机械能 质点系在运动过程中，它所受的外力的功与系统内非保守力的功的总和等于它的机械能的增量。 15-1 功 热量 热力学第一定律 热力学第一定律描述的是热力学系统状态发生变化时所遵循的能量守恒定律。 外力对系统内各质点所做功之和。 系统的内能 改变系统内能 外力做功 的两种方式 （1）宏观功 系统的边界发生宏观位移。 热量传递可以改变系统的内能 （2）微观功 热力学第一定律 Q0，系统吸收热量；Q0,系统放出热量；A0,系统对外作正功；A0,系统对外作负功；?E0,系统内能增加，?E0