高中物理奥林匹克竞赛专题---热力学基础(共28张PPT).pptVIP

准静态等温膨胀过程与绝热自由膨涨过程是不同的！前者对外做功并且要吸热，后者不做功不吸热。 也有ΔE = 0 ------但是系统对外做功并且要吸热 准静态绝热膨胀过程与绝热自由膨涨过程也是不同的！前者对外做功并且温度降低，后者不做功温度不变。 对于一个准静态等温过程： 一半，则气体分子的平均速率变为原先的多少？ 例：一定量的氦气经绝热压缩，体积变为原先的 例：在绝热的容器中有一隔板，左边贮有1mol 处于标准状态的理想气体氦气，另一边为真空，两边体积相同．先把隔板抽开待气体平衡后，再缓慢向左推动活塞，把气体压缩到原来的体积，求氦气温度改变多少． 解：隔板抽开气体自由膨胀，温度不变 绝热压缩 第9章 热力学基础 本章将就热力学基础展开讨论，着重介绍热力学第一、第二定律及其应用，并从统计的角度对热力学第二定律进行讨论。 应该注意的是，热力学的出发点及研究方法与气体动理论不同， 它不涉及物质的微观结构，只从普遍成立的基本实验定律出发，特别是用能量守恒的实验定律，分析热力学系统状态变化时有关热功转换的关系和条件。 1. 准静态过程 原平衡态 一系列 非平衡态 新平衡态 ←缓慢 接近平衡态 ←快 非平衡态 9.1.1 内能、功和热量 每一时刻系统都无限接近于平衡态的过程。 由一系列依次接替的平衡态组成。 对 “无限缓慢” 的实际过程的近似描述。 9.1热力学第一定律 2. 内能 (? :摩尔数; i :自由度;单3、双5、多6 。) 内能是状态量 3.功 机械功 电源 R 电功 水 水 有规则动能?分子 无规则热运动动能 做功的微观本质： 内能改变与过程无关 s 若 A0 系统对外界做功 若 A0 外界对系统做功 （1）准静态过程气体体积功的计算： （2） 准静态过程功的图示 这是体积功的几何意义。 例如: ? 摩尔理想气体从状态1?状态2， 求气体对外所做的功是多少？ 功是过程量 A＝p1(V2-V1) A＝p2(V2-V1) 等温线 4.热量 ?传热也可以改变系统 的热力学状态。 ?传热的微观本质是： 分子无规则运动的能量 从高温物体向低温物体传递。 ?热量也是过程量。 dQ 系统 外界 ?热量是由于温度差而传递的能量。 功和热量之间存在着确定的当量关系——热功当量，为1cal＝4.18J。 传热也可改变系统的状态 传热条件：系统和外界温度不同，且不绝热。 5.热容 热量是过程量，热容与过程有关。 ①定压摩尔热容 （压强不变） ②定体摩尔热容 （体积不变） 在热量传递的的某个微过程中，热力学系统吸收热量dQ，温度升高dT，则系统在该过程中的热容定义为：C′=dQ/dT。单位：J/K 单位质量的热容称为比热，记作 c=C′/M 单位摩尔的热容称为摩尔热容，记作C=C′/ν 单位：J/kg·K 单位：J/mol·K ? 实验结果：对于任一过程 另一叙述：第一类永动机 是不可能制成的。 ? 对于任微小过程 热力学第一定律适用于 任何系统(气液固……) 的任何过程(非准静态过程也适用)。 符号规定: Q 0 系统吸热 ?E 0 系统内能增加 A 0 系统对外界做功 热力学第一定律是反映热现象中 能量转化与守恒的定律。 9.1.2 热力学第一定律 例: 一系统由图所示状态a沿acb到达状态b，系统对外做功为126J，吸热为336J。 (1) 若在adb过程中系统作功为42J，问此过程中系统是吸热还是放热？热量是多少？ (2) 若系统从b态出发，沿ba曲线返回a态时，外界对系统作功为84J。问此过程中系统是吸热还是放热？热量是多少？ 例：一绝热容器被中间的隔板分成相等的两半，一半 装有氦气，温度250K；另一半装有氧气，温度310K；二者压强相等。求去掉隔板两种气体混合后的温度。 解：绝热容器Q＝0且气体对外不做功A＝0， ∴内能不变ΔE＝0： 特征：V =常量 (dV = 0) 9.2 几个典型的热力学过程 9.2.1等体过程 1mol物质，对体积不变的过程，温度升高1K所吸收的热量。 定体摩尔热容 比较，得： 等体过程中对一微小 过程： 注意：对于理想气体,公式 ?E = ? CV ?T 不仅适用于等体过程，而且适用于其他任意过程。 所以： 由热力学第一定律： 特征：p = 常量 9.2.2 等压过程 为何 （迈耶公式） 思考： 1mol