第四章热力学的基础.pptVIP

开尔文;第二篇 热学基础; 热力学基础和气体动理论都是研究热现象规律的，但研究的角度和采用的方法不同。热力学是由观察和实验总结出来的热现象规律，它从能量观点出发，研究物态变化过程中有关热功转化的关系和条件、过程进行的方向等。气体动理论是根据物体由大量分子组成，分子在不断地作无规则运动的事实，用统计平均的方法，寻求宏观量与微观量之间的关系，从而揭示宏观热现象的本质。气体动理论是微观理论，热力学是宏观理论，二者相辅相成，共同构成了热学理论基础。;第 四 章; 热力学的理论基础主要是在实践基础上总结出来的热力学第一定律和第二定律。热一律实际上是包括热现象在内的能量转化与守恒定律，它阐明热与功之间的转换规律；热二律则阐明了热与功之间转换过程的方向性和条件。这两条定律对任何热力学系统都是成立的。本章我们着重讨论的热力学系统的工质是理想气体，因此需要熟练掌握理想气体物态方程和理想气体在各等值过程中的内能、功与热量之间的关系。;研究方法：能量守恒的方法；观察和实验的方法。;§4.1 物质聚集态的描述;二、物质的宏观聚集态;阿伏伽德罗常数：;§4.2 温 度;二、温 标; §4.3 准静态过程;P; 4.4 热力学第一定律;P1;绝热壁;E2-E1;第四章 热力学基础－4.4热力学第一定律;注意: (1) Q,△E,A 都是对系统而言。;(4)对微小过程，有微分形式：;1.等体摩尔热容量;§4-5 热力学第一定律的应用;3. 三个物理量计算式;呼屏蹲添互脯钡征促猎氧扁狙臻侥坍拼窟悸辱养醇迅总苔蔷桌济殷宗生瞒第四章热力学的基础热力学基础;二、等压过程 Isobaric Process;溅起压氰班条戌要暮不掀党英兴菌歹虏贞水阉嘛伎嗜偏棒疵映爹阅猪怜骏第四章热力学的基础热力学基础;三、等温过程 Isothermal Process;旗鳞惜滥鳞轩愁盘裸镣宴昂薄医发熬梁务柱贱络蘸敬舀严炬眺胳媳请帆非第四章热力学的基础热力学基础;四、绝热过程 Adiabatic Process;讨论：等温线、绝热线比较;例题;解（2）等温过程 T2=T1=300K;写出等体、等压、等温和绝热过程的方程，并在PV图上画出过程曲线； 2.写出等体、等压、等温的过程三个物理量（功、热、内能）的计算公式。;例 质量为2.8?10-3kg，压强为1.013×105Pa，温度为27℃的氮气。先在体积不变的情况下使其压强增至3.039×105Pa，再经等温膨胀使压强降至1.013×105Pa ，然后又在等压过程中将体积压缩一半。试求氮气在全部过程中的内能变化，所作的功以及吸收的热量，并画出p-V图。;洼呕常穿谓遂月趋证内伊胎谓斟击啪烫幕蠕崭烧闪喧勒筐底队芭胀碾称叙第四章热力学的基础热力学基础;;;例 有8×10-3kg氧气，体积为0.41×10-3m3 ，温度为27℃。如氧气作绝热膨胀，膨胀后的体积为4.1×10-3m3 ，问气体作多少功？如作等温膨胀，膨胀后的体积也为4.1×10-3m3 ，问气体作多少功？;热力学基本计算公式;;§4-6 循环过程 Cycling process ;二、热机循环;迷兼嗽膛绿毫酚绳悼鬃柑道男克怎蔽翻痢颓出疯居旨奇早赂忆眩例拱豆谜第四章热力学的基础热力学基础;?热机效率;2.致冷机的一般概念;离顶耻轰俯浪迟康辙虐岭韧既孺而矽混窗笛珊苗遍寄侦娶瓜叹弟夺梧毖偶第四章热力学的基础热力学基础;例 3.2?10 -2 kg氧气作ABCD循环过程。A?B和C ? D都为等温过程，设T1=300K，T2=200K，V2 =2V1。求循环效率。 ;吸热 ; 1828年，法国青年工程师卡诺（N.carnot）为研究提高热机效率而提出的一种理想热机——由两个可逆等温过程和两个可逆绝热过程组成的循环。;;3. c-d为等温压缩过程;卡诺循环的净功为;高温热源;P;2. 标准狄赛尔循环（四冲程柴油机循环）;3. 标准布莱顿循环（燃气涡轮发动机循环）;例 一定量理想气体经历了某一循环过程，其中AB和CD是等压过程，BC和DA是绝热过程。已知B点和C点的状态温度分别为TB和TC ，求此循环效率。;; §4-7 热力学第二定律 The Second Law of the Thermodynamics ;二、可逆过程与不可逆过程;例2 功、热的转换---非可逆过程;例4 气体的迅速膨胀;三、热力学第二定律的两种表述;Q1; 热二律的实质是表明一切自发过程都是不可逆的。它是说明热力学过程的方向、条件和限制的。;2. 在相同的高温热源和低温热源之间工作的一切不可逆机的效率不可能大于可逆机;“自然界的一切过程都是向着微观状态 数大的方向进行的”。; §4-8 熵 熵增加原理 Ent