（期末复习重点）热学篇.pptVIP

例1: 例题10 设有氧气8g，体积为0.41?10-3m3 ，温度为 300K。如氧气作绝热膨胀，膨胀后的体积为4.1?10-3 m3 。 问：气体作功多少？氧气作等温膨胀，膨胀后 的 体积也是4.1?10-3m3 ，问这时气体作功多少？ 解:氧气的质量为M=0.008kg，摩尔质量 Mmol=0.032kg。原来温度T1=300K。 另T2为氧气绝热膨胀后的温度，则有： 根据绝热方程中 T 与V 的关系式： 得： 以T1=300K, V1＝ 0.41?10-3 m3, V2＝ 4.1?10-3 m3及?=1.40代入上式，得： 如氧气作等温膨胀，气体所作的功为 因i=5, 所以Cv=iR/2=20.8J/(mol?K)，可得： 热学（Heat） 一、气体分子动理论 要点内容： 1. 理想气体状态方程 PV=γRT 2. 理想气体压强公式（统计规律） 3. 能量均分原理 在温度T的平衡态，分子（气体、液体、固体）的每一个自由度都具有相等的平均动能 。 （1）自由度：决定物体位置所需的独立坐标数。 （2）分子的平均总动能： 单原子分子： 刚性双原子分子： （3） 在高温下，理想气体分子除每一个自由度获得 动能 ，振动自由度还有势能 ， 分子平均能量 4. 麦克斯韦分子速率分布律 气体分子的三种统计速率 （1） 方均根速率： (3) 最可几速率: (2) 平均速率： 5. 平均自由程 一个气体分子在连续两次碰撞间可能经过的各段自 由路程的平均值。 6. 1mol气体范德瓦耳斯状态方程 例 （2）氧气分子的质量： （3）分子平均平动动能： （1）由 可得到单位体积内的分子数： 一容器内贮有氧气，其压强 ， 温度 ℃，求：（1）单位体积内的分子数； （2）氧分子的质量； （3）分子的平均平动动能。 解：压强不太大，温度不太低，可视为理想气体。 解:按气体分子算术平均速率公式 算得 按公式 p=nkT 可知单位体积中分子数为 例2 求氢在标准状态下，在1s 内分子的平均碰撞次数。已知氢分子的有效直径为2?10-10m。 即在标准状态下，在 1 s 内分子的平均碰撞次数约有 80 亿次。 因此 二、热力学第一定律 要点内容： 1. 热力学第一定律 热力学第一定律是包含热量在内的能量守恒定律。 （1）内能：是态函数，理想气体的内能仅是温度的函数 （2）做功、热量都是过程量。 2. 热力学第一定律的应用 (1) 等容过程: (2) 等压过程: ) ( 1 2 V V P U Q P - + D = (3) 等温过程: (4) 绝热过程 3. 理想气体的摩尔热容 (1) 单原子分子理想气体 刚性双原子分子理想气体 (2) 1mol理想气体吸收或放出的热量 等压 等容 4. 理想气体的准静态绝热过程 绝热膨胀过程中，系统对外作的功，是靠内能减少实现的，故温度降低；绝热压缩过程中，外界对气体作功全用于增加气体内能，故温度上升。 绝热过程方程: 例题 将500J的热量传给标准状态下2mol的氢. （1）若体积不变，问此热量变为什么？氢的温度变为多少？ （2）若温度不变，问此热量变为什么？氢的压强和体积各为多少？ （3）若压强不变，问此热量变为什么？氢的温度和体积各为多少？ 分析：标准状态下的氢看作理想气体 由热力学第一定律 (1) 等容过程: (2) 等温过程: P1V1= P2V2 (3) 等压过程: P△V=γR △ T 三、热力学第二定律 熵 要点内容： 1. 工作在高温热库Th和低温热库Tc间的热机 （1）正循环：热机效率： （2）逆循环： 致冷机致冷系数： 开尔文表述：不可能制造出这样一种循环工作的热机，它只从单一热源吸收热对外作功而不产生其它影响。 2. 热力学第二定律 克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起外界的变化 对热机，不可能吸收的热量全部用来对外作功；对制冷机，若无外界作功，热量不可能从低温物体传到高温物体。 3. 卡诺循环 由两个可逆等温过程和两个可逆绝热过程组成的循环 正向卡诺循环的效率 逆向卡诺循环的致冷系数 4.卡诺定理 （1）在温度为 的高温热源和温度为 的低温热源之间工作的一切可逆热机，效率都相等，而与工作物质