第1节热力学的基本概念-山东农业大学.PPTVIP

* 第六章热力学 第一节 热力学的基本概念 * 第六章 热力学 风力发电 为了环境不受污染，也为解决一次性能源大量消耗终将导致枯竭的危险，人们在不断的寻求新能源。 教学基本要求 一、重要概念：内能、功、热量、熵。 四、热力学定律：热力学第零定律、热力学第一定律、热力学第二定律、熵增加原理。 五、热力学循环：热机、制冷机；热机效率、 制冷系数；卡诺循环。 二、热力学过程：准静态过程、 可逆过程、不可逆过程。 三、过程应用：等体、等压、等温、绝热。 一、热力学系统 ※ 热力学 —— 宏观描述 给出宏观物体热现象的规律，从能量观点出发，分析研究物态变化过程中热功转换的关系和条件. ※ 气体动理论 —— 微观描述 研究大量粒子的热运动，应用模型假设和统计方法. 第一节 热力学的基本概念 1. 热力学系统 热力学系统分为四类： (1)孤立系统:与外界没有物质和能量交换的系统 (2)封闭系统:与外界没有物质交换,只有能量交换的系统 (3)开放系统:与外界既有能量交换又有物质交换的系统 在热力学中，把被研究的宏观物质（气、液、固）称热力学系统。其外界又称为环境。 (4)绝热系统:与外界没有热量交换的封闭系统 气体压强 p ：作用于容器壁上单位面积的正压力（力学描述）. 单位： 体积 V : 气体所能达到的最大空间（几何描述） 温度 T : 物体冷热程度的量度（热学描述）. 单位：温标 （开尔文）. 2. 参量 3. 参量遵从的规律 物态方程：理想气体平衡态宏观参量间的函数关系. 摩尔气体常量 对一定质量的同种气体 理想气体物态方程 玻马: T=C, pV=C 盖·吕萨克: p=C, V/T=C 查理: V=C，p/T=C 真 空 膨 胀 二、平衡态 一定量的气体，在不受外界的影响下, 经过一定的时间, 系统达到一个稳定的、宏观性质不随时间变化的状态称为平衡态. 平衡态的特点 * (1)单一性（p、T处处相等） (3)自发过程的终点 (2)物态的稳定性— 与时间无关 (4)热动平衡 三、准静态过程 可逆过程 (一)准静态过程：从一个平衡态到另一平衡态所经过的每一中间状态均可近似当作平衡态的过程. 气体 活塞 砂子 1 2 准静态无摩擦过程为可逆过程 可逆过程 : 在系统状态变化过程中,如果逆过程能重复正过程的每一状态, 而不引起其他变化, 这样的过程叫做可逆过程. （二）可逆过程与不可逆过程 非准静态过程为不可逆过程 不可逆过程：在不引起其他变化的条件下，不能使逆过程重复正过程的每一状态，或者虽能重复但必然会引起其他变化，这样的过程叫做不可逆过程。 准静态过程（无限缓慢的过程），且无摩擦力、黏滞力或其他耗散力做功，无能量耗散的过程。 可逆过程的条件 【可逆过程讨论】?如果物质系统从状态甲变到状态乙，它又能从状态乙回复到状态甲，并且回复过程中的每一状态都是原先过程中状态的重演；当它回到状态甲时，系统的外界也同时回复原状态而并不留下任何变化痕迹，则原过程称“可逆过程”。否则，便称为“不可逆过程”。 自然界不存在严格的可逆过程，只能实现与可逆过程接近的过程，在可逆过程中，因不存在因摩擦使机械能转变为热能的损失，也不存在热量从高温物体直接传入低温物体时所引起的做功能力的损失。热能动力装置中的实际过程，都是不可逆过程，但应力求与可逆过程相接近。在分析研究中，有时把实际过程近似为可逆过程，以便于讨论。