第11章热力学的基础.pptVIP

第11章 热力学基础;微观粒子;§11.2 平衡态与准静态过程 理想气体状态方程;封闭系统;1.定义;(3) 平衡态的气体系统宏观量可用一组确定的值(p,V,T)表示;非准静态过程;五.理想气体的状态方程;一柴油的汽缸容积为 0.827×10-3 m3 。压缩前汽缸的 空气温 度为320 K， 压强为8.4×104 Pa ，当活塞急速 推进时可将空气压缩到原体积的 1/17 ， 使压强增大 到 4.2×106 Pa 。;§11.3 功 热量 内能 热力学第一定律;;3. 热量与内能的关系;系统从外界吸收的热量，一部分使其内能增加，另一部分 则用以对外界作功。( 热力学第一定律);§11.4 准静态过程中功和热量的计算;二. 准静态过程中热量的计算;2. 定体摩尔热容CV 和定压摩尔热容Cp （1 摩尔物质）;§11.5 理想气体的内能和CV ，Cp;气体绝热自由膨胀过程中;二. 理想气体的摩尔热容CV 、Cp 和内能的计算 ;迈耶公式 ;根据热力学第一定律，有; §11.6 热力学第一定律对理想气体 在典型准静态过程中的应用 ;二. 等压过程;;质量为2.8g，温度为300K，压强为1atm的氮气， 等压膨胀 到原来的2倍。;§11.7 绝热过程;利用上式和状态方程可得;绝热过程中 ，理想气体不吸收热量，系统减少的内能，等于其对外作功 。 ;一定量氮气，其初始温度为 300 K，压强为1atm。将其绝热 压缩，使其体积变为初始体积的1/5。;温度为25℃，压强为1atm 的1mol 刚性双原子分子理想气 体经等温过程体积膨胀至原来的3倍。 ;将热力学第一定律应用于绝热过程方程中，有;二. 多方过程;功;多方过程曲线与四种常见基本过程曲线;如图， 一容器被一可移动、无摩擦且绝热的活塞分割成Ⅰ, Ⅱ 两部分。容器左端封闭且导热，其他部分绝热。开始时在Ⅰ, Ⅱ中各有温度为0℃，压强1.013×105 Pa 的刚性双原子分子的理想气体。两部分的容积均为36升。现从容器左端缓慢地对Ⅰ中气体加热，使活塞缓慢地向右移动，直到Ⅱ中气体的体积变为18升为止。;又;根据热力学第一定律， Ⅰ中气体吸收的热量为; v 摩尔的单原子分子理想气体，经历如图的热力学过程, ;由热力学第一定律，有;§11.8 循环过程;2. 正循环、逆循环 ;二. 循环效率; 1 mol 单原子分子理想气 体的循环过程如图所示。 ;ca是等体过程;逆向斯特林致冷循环的热力学循环原理如图所示，该循环由四个过程组成，先把工质由初态A（V1， T1）等温压缩到B（V2 ， T1） 状态，再等体降温到C （V2， T2）状态，然后经等温膨胀达到D （V1， T2） 状态，最后经等体升温回到初状态A，完成一个循环。 ;整个循环中外界对工质所作的功为;§11.9 热力学第二定律;1. 热力学第二定律的开尔文表述; (1)热力学第二定律克劳修斯表述的另一 叙述形式:理想制冷机不可能制成;4. 热力学第二定律的两种表述等价 ;用热力学第二定律证明：在p?V 图上任意两条绝热线不可能相交;§11.10 可逆与不可逆过程;（真空）;无摩擦的准静态过程是可逆过程（是理想过程）;§11.11 卡诺循环 卡诺定理;对bc﹑ da应用绝热过程方程，则有;2. 卡诺致冷机的致冷系数;1. 在温度分别为T1 与T2 的两个给定热源之间工作的一切可 逆热机，其效率 相同，都等于理想气体可逆卡诺热机的 效率，即;地球上的人要在月球上居住，首要问题就是保持他们的起居室处于一个舒适的温度，现考虑用卡诺循环机来作温度调节，设月球白昼温度为1000C，而夜间温度为 ?1000C， 起居室温度要保持在200C，通过起居室墙壁导热的速率为每度温差0.5kW，;在黑夜欲保持室内温度高，卡诺机工作于致冷机状态，从室 外吸取热量Q1， 放入室内热量Q2;解得