等温过程绝热过程.ppt

循环过程——物质系统经历一系列状态变化过程又回到初始状态，称这一周而复始的变化过程为循环过程。 一、循环过程 净功 A = 循环过程曲线所包围的面积 =Q1-Q2 P V 0 A a 2 1 Q Q b 2 1 热机——持续不断地将热转换为功的装置。 工质——在热机中参与热功转换的媒介物质。 循环过程的特点——经一个循环后系统的内能不变。 二、循环效率 1、热机的循环效率 热机工作示意图 吸热 A Q Q 1 2 高温热源 低温热源 放热 特点：正循环， A = Q Q 1 2 效率 工质吸收热量一定时，对外做功愈多，效率愈高。 P V 0 2、致冷机的循环效率 致冷机工作示意图 A Q Q 1 2 高温热源 低温热源 放热 吸热 注意此时A为外 界对工质做功 特点：逆循环， 致冷系数 在外界消耗功一定时，工质从低温热源 中获取的热量愈多，致冷系数愈大， 制冷效果愈佳。 P V 0 三、卡诺循环 V a b c d V V P T V V 2 0 2 1 3 1 4 T 等温线 绝 热 线 正循环—卡诺热机 逆循环—卡诺致冷机 a b c d V3 V2 V P T V4 V1 Q Q 0 2 1 1 T 1、卡诺热机的效率 T T 2 η 1 = 卡 1 V V V V 2 1 4 3 = T T 2 1 = Q Q 2 1 = V V T T 2 2 3 b~c γ γ 1 1 1 V V T T 1 1 1 1 2 4 d~a γ = γ a b c d V3 V2 V P T1 V4 V1 Q2 Q1 0 T2 致冷系数： 1 2 A 高温热源 低温热源 Q Q 对于卡诺循环 卡诺机之 致冷系数为： 低温热源温度越低温差越大，致冷系数越小。 w T T = 1 2 T 2 2、卡诺致冷机 T T = 2 2 Q Q 1 1 P V 0 以实验定律为基础，从能量的观点出发，分析物态变化过程中热功转换问题。 主要内容： 第七章 热力学 内能、功、热量 热力学第一定律及其应用 循环过程与热机效率 热力学第二定律 §7.1 内能 功 热量 一、系统的内能 内能是系统状态参量温度T的单值函数，是一个状态量，内能的改变量只决定于初末两个状态。 F = P S . 功的几何意义: 功在数值上等于P ~V 图上过程曲线下的面积。 1 2 d p 1 2 p P dl o S V V V V = dl P d PSdl F = = dA V 准静态过程中作功问题的求解 通过物体作宏观位移来完成的，把有规则的物体宏观机械运动能量，转化为系统内分子无规则热运动能量的过程。 二、外界对系统做功 整个过程中所作的功为： 三、热量的计算 其中c为物质的比热容，Mc为该物体的热容 过程量 状态量？ C为该物体的摩尔热容 1mol理想气体温度升高1K时所吸收的热量。 一、热力学第一定律 表明：系统从外界所吸收的热量，一部分使系统的内能增加，另一部分则用于系统对外界做功。 §7.2 热力学第一定律及其应用 系统对外作功A为正，外界对系统作功A为负 系统从外界吸热Q为正，系统向外界放热Q为负 系统内能增加?E为正，系统内能减少?E为负 规定： 1、定律： 2、微分形式 3、另一种描述 第一类永动机是不可能制成的 一种使系统经历状态变化后回到原状态，且在此过程中不需要外界供给能量而不断向外界作功的机器。 dQ = dE + P dV 4、讨论 a b a b P V O m n V V amb和anb过程所作的功不同，吸收的热量也不同。所以功、热量与所经历的过程有关，而内能改变只决定于初末态与过程无关。 二、热力学第一定律在几个等值过程中的应用 特征：V=恒量， dA = 0 V = d 0 T T 1 2 P V 0 a b V 热源 Q 1、等容过程 或 定容摩尔热容 （1）、等容过程吸收的热量： 即气体所吸收的热量全部用来增加其内能。 2 C V = i R （2）、定容摩尔热容 对于等容过程，有 所以 1mol理想气体在等容过程中升温1K时所吸收的热量。 3 2 5 6 R = = = R R 2 2 12.5 20.8 24.9 刚性分子 V J.K .mol ) 的数值 C 单位： ( 单原子 双原子 多原子 1 2 P 2 1 O . . V V V 特征：P=恒量，dP = 0 热源 P Q 2、等压过程 在P~V图上为平行于X轴的直线。 （1）、气体对外做功的计算 （2）、等压过程吸收的热量 定压摩尔热容 （3）、定压摩尔热容 由热一律， 上式又称麦耶公式。 恒温大热源 T Q T P