大学物理_热力学基础教案.pdf

第11章 热力学基础 §1 热力学第一定律 §2 对理想气体等值过程的应用 §3 热容 绝热过程 §4 循环过程和循环效率 §5 热力学第二定律 熵 作业：练习册 选择题 填空题 计算题 内燃机结构 1 十七世纪以前，人们对热现象已有了一些认识和经验， 并在生活中得到广泛应用，但由于缺乏量的概念和实验 手段，热学长期未能从生活中独立出来形成一门科学。 到十八世纪初，欧洲的工业比较发达，许多生产部门如 蒸气机的研制和使用，化工、 铸造等工业都涉及到热量的 问题，但当时人们对温度和 热量这两个热学的基本概念 还混淆不清，由于蒸汽机的 发明和不断研究，因此在十 八世纪，热学就成为物理学 中一个新发展起来的领域。 2 热力学基本原理 对热运动研究 宏 观 实验与逻辑推理 热力学 从能量的观点出发，运用逻辑推理的 方法，分析研究物质状态变化过程中热、 功转换的关系和条件问题。 3 §1 热力学第一定律 1.热力学过程 热力学系统：在热力学中，一般把所研究的物体 或物体组称为热力学系统，简称系统。 热力学研究的对象 热力学系统. 它包含极大量的分子、原子。以阿佛加德罗常数 NA = 6.02 ×1023 计。 热力学系统以外的物体称为外界。 例：若汽缸内气体为系统， 其它（如：活塞、缸壁）为外界。 4 热力学过程 准静态过程 （quasi-static process ） 热力学系统从一个状态变化到另 一个状态 ,称热力学过程. 改变系统状态的方法： 1.作功、 2.传热 原平衡态 非平衡态 新平衡态 热力学中研究过程时，为了在理论上能利用 系统处于平衡态时的性质,引入准静态过程的概念. 5 准静态过程: 1.准静态过程是由无数个平衡态组成的过程. 2.准静态过程可以用P-V 图上的一条曲线 (过程曲线)来表示. 3.准静态过程是实际过程的理想化模型. (无限缓慢)有理论意义,也有实际意义. ←快 ←缓慢 非平衡态 接近平衡态 只有过程进行得无限缓慢，每个中间态才可看作是平衡态。所以， 实际过程仅当进行得无限缓慢时才可看作是准静态过程。 怎样算 “无限缓慢” 准静态过程的条件 弛豫时间 :由非平衡态到平衡态所需的时间. 准静态过程的条件: T过程  6 例1:实际气缸的压缩过程可看作是准静态过程。 气缸内处于平衡态的气体受到压缩后再达到平衡态所需 -3 的