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热力学第零和第一定律
二、准静态过程(平衡过程); 准静态过程的过程曲线可以用P-V图来描述,图上的每一点都表示系统的一个平衡态。;内能:;S;3、热量和热容量;热容量:物质温度升高一度所需要吸收的热量。;定压摩尔热容: 1mol理想气体在压强不变的状态下,温度升高一度所需要吸收的热量。;三 、热力学第一定律;热力学第一定律微分式:;热力学第一定律:;1、等容过程;结论:在等容过程中,系统吸收或放出的热量完全用来改变自身的内能。;等容过程系统的吸收的热量:;2、等压过程;吸收热量:;迈耶公式:;说明:;等压过程系统的吸热:;3、等温过程;等温过程系统内能的增量:;例题、将500J的热量传给标准状态下的2摩尔氢。(1)V不变,热量变为什么?氢的温度为多少?(2)T不变,热量变为什么?氢的P,V各为多少?(3)P不变,热量变为什么?氢的T,V各为多少?;(2) T不变 △E=0 Q=A,热量完全转变为功;(3) P不变 Q = A+ ?E,热量转变为功和内能;例题:一定量的理想气体,由状态a经b到达c。(图中abc为一直线),求此过程中: ;例题、质量为2.8?10-3kg,压强为1atm,温度为27℃的氮气。先在体积不变的情况下使其压强增至3atm,再经等温膨胀使压强降至1atm,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状态参量、内能变化、所作的功以及吸收的热量,并画出P-V图。;V3;V3;V3;一、循环过程;AaB为膨胀过程:Aa;3、循环过程的特征;二、热机;T1 Q1;热机效率:在一次循环过程中,工作物质对外作的净功与它从高温热源吸收的热量之比。;例题、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。;各种热机的效率;;致冷过程:外界对气体作功A’,系统吸热Q2,放热Q1。;四、卡诺循环; 理想气体准静态卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。;V3;卡诺循环效率:; 图中两卡诺循环 吗 ?; 例 一台电冰箱放在室温为 的房间里 ,冰箱储藏柜中的温度维持在 . 现每天有 的热量自房间传入冰箱内 , 若要维持冰箱内温度不变 , 外界每天需作多少功 , 其功率为多少? 设在 至 之间运转??致冷机 ( 冰箱 ) 的致冷系数, 是卡诺致冷机致冷系数的 55% .;房间传入冰箱的热量 热平衡时;例题、计算奥托机的循环效率。c? d, e?b为等容过程; b?c,d?e为绝热过程。;;吸热;例题、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。;C;§6-4 热力学第二定律;总结:;下列过程是否能实现;判断下列说法是否正确;一卡诺热机,当高温热源为127℃,低温热源为27 ℃时,
其每次循环对外作得净功为8000J.今维持低温热源的温
度,使其每次循环对外所作的净功为10000J,两个卡诺
循环都工作在相同的两条绝热线之间。试求第二个循环
热机的效率,及第二个循环高温热源的温度。;V;一定量理想气体,分别经历abc过程,(图中虚线ac
为等温线),def过程(虚线df为绝热线),判断这两种
过程是吸热还是放热。;一、热力学过程的方向性;;二、可逆和不可逆过程;;不可逆性; 热力学第二定律的实质在于指出,一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆过程。;三、卡诺定理;热力学第二定律是有关过程进行方向的规律,它指出一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆过程。可以由热二律可能找到一个新的态函数—熵,对过程进行的方向性作出数学分析。;微观态: 每一种可能的分布称为一个微观态。;;如果有N个分子,则全部集中在左室中的几率为:;结论:;玻耳兹曼熵公式:;§6-7 熵增加原理 ;热二适用范围;信息熵;例、器壁与活塞构成一绝热容器,中间被一隔板隔开,分成相等的两部分,左边有1摩尔标准状态的氦气,另一边为真空。现抽去隔板,待平衡后再缓缓向左推动活塞,把气体压缩到原来的体积。求氦气的温度改变?;(2)绝热压缩;例、理想气体的循环过程如图所示,其中CA为绝热过程,A点(T1,V1),B(T,V2)均为已知,求(1)C点的状态参量。(2)循环效率。;;例题 一定量的氮气,温度为 300K ,压强为1.013×105 Pa ,将它绝热压缩,使其体积为原来体积的1/5 ,求绝热压缩后的压强和温度各为多少?;讨论:若氮气经
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