134理想气体的等温过程和绝热过程.ppt

17、19、20 * 例3 一汽缸内有一定的水，缸壁由良导热材料制成. 作用于活塞上的压强 摩擦不计. 开始时，活塞与水面接触. 若环境 (热源) 温度非常缓慢地升高到 . 求把单位质量的水汽化为水蒸气，内能改变多少? 已知 汽化热 密度 * 解 水汽化所需的热量 水汽化后体积膨胀为 水 水蒸气 热源 * 13-4 理想气体的等温过程和绝热过程 物理学 第五版 第十三章 热力学基础 * 实验证明系统从状态A 变化到状态B，可以采用做功和传热的方法，不管经过什么过程，只要始末状态确定，做功和传热之和保持不变. 一 内能 （状态量） * 理想气体内能 : 表征系统状态的单值函数 ，理想气体的内能仅是温度的函数 . * 二 热力学第一定律 系统从外界吸收的热量，一部分使系统的内能增加，另一部分使系统对外界做功 . 1 2 * * * 准静态过程 微变过程 * + 系统吸热 系统放热 内能增加 内能减少 系统对外界做功 外界对系统做功 第一定律的符号规定 * 计算各等值过程的热量、功和内能的理论基础. （1） （理想气体的共性） （2） 解决过程中能 量转换的问题 * （3） （理想气体的状态函数） （4） 各等值过程的特性 . * 一 等体过程 摩尔定体热容 由热力学第一定律 特性 常量 过程方程 常量 * 单位 摩尔定体热容: 理想气体在等体过程中吸收热量 ，使温度升高 , 其摩尔定体热容为: * 由热力学第一定律 理想气体 * 1 2 二 等压过程 摩尔定压热容 过程方程 常量 由热力学第一定律 特性 常量 功 W * 摩尔定压热容: 理想气体在等压过程中吸收热量 ，温度升高 ，其摩尔定压热容为： * 可得摩尔定压热容和摩尔定体热容的关系 摩尔热容比 * 三个量： * 四 比热容 热容 比热容 * 一 等温过程 由热力学第一定律 恒温热源 T 1 2 特征 常量 过程方程 常量 * * 1 2 等温膨胀 W 1 2 W 等温压缩 W W * 1 2 二 绝热过程 与外界无热量交换的过程 特征 由热力学第一定律 绝热的汽缸壁和活塞 * 由热力学第一定律有 1 2 W * 若已知 及 由 可得 * 绝热过程方程的推导 1 2 * 分离变量得 绝 热 方 程 常量 常量 常量 常量 * 1 2 W 绝热膨胀 1 2 W 绝热压缩 W W * 三 绝热线和等温线 绝热过程曲线的斜率 常量 * 绝热线的斜率大于等温线的斜率. 等温过程曲线的斜率 常量 A B C 常量 * 例1 设有 5 mol 的氢气，最初温度 ，压强 ，求下列过程中把氢气压缩为原体积的 1/10 需作的功: （1）等温过程（2）绝热过程 （3）经这两过程后，气体的压强各为多少？ 1 2 常量 * 解 （1）等温过程 （2）氢气为双原子气体 由表查得 ，有 已知： 1 2 常量 * （3）对等温过程 对绝热过程， 有 1 2 常量 * 例2 氮气液化， 把氮气放在一个绝热的汽缸中.开始时,氮气的压强为50个标准大气压、温度为300K； 经急速膨胀后，其压强降至 1个标准大气压，从而使氮气液化. 试问此时氮的温度为多少 ? * 解 氮气可视为理想气体， 其液化过程为绝热过程. 氮气为双原子气体由表查得 13-4 理想气体的等温过程和绝热过程 物理学 第五版 第十三章 热力学基础