第十五章-热力学第一定律.pptxVIP

本章教学要求： 掌握功和热量的概念。理解准静态过程。掌握热力学第一 定律。能分析、计算理想气体等容、等压、等温过程和绝 热过程中的功、热量、内能改变量及卡诺循环等简单循环 的效率。计算理想气体的定压热容、定容热容.了解卡诺定 理。 了解可逆过程和不可逆过程。了解热力学第二定律及其 统计意义。了解熵的玻耳兹曼表达式，了解克劳修斯表 达式。;§1 准静态过程 功 热量;;改变系统内能的两种不同方法： ;;二. 功（过程量）;四. 内 能 （状态量）;§2 热力学第一定律;;;一. 等温过程 ;二. 等体过程 ;;P;例 一定量的理想气体，由物态a经b到达c（图中abc为一直线）。求此过程中： ;;;§5 气体的热容;二. 理想气体的定体摩尔热容;三. 理想气体的定压摩尔热容 ;;四. 气体热容的量子特征 ;例: 质量为2.8?10-3 kg，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内能变化，所做的功以及吸收的热量，并画出p -V图。;1—2 等体过程：;§6 绝热过程 多方过程 ; 绝热方程的推导;绝热线和等温线;二. 理想气体自由膨胀过程;非静态绝热过程;; 例 设有 5 mol 的氢气，最初的压强为 ，温度为 ，求在下列过程中，把氢气压缩为原体积的 1/10 需作的功: 1）等温过程，2）绝热过程 . ;§7 循环过程与卡诺循环 ;;;;冰箱循环示意图;1824年，法国青年科学家卡诺（1796 — 1832）提出一种理想热机，工作物质只与两个恒定热源（一个高温热源，一个低温热源）交换热量。整个循环过程是由两个绝热过程和两个等温过程构成，这样的循环过程称为卡诺循环。; 卡诺循环是由两个准静态等温过程和两个准静态绝热过程组成 .;;3 — 4 等温压缩放热; 卡诺热机效率;;例1. 一定量的理想气体，分别经历 a b c、d e f 过程。 这两过程是吸热还是放热？;例: 32?10 -3 kg氧气作ABCD循环过程。A?B和C ? D都为等温过程，设T1 = 300 K，T2 = 200 K，V2 = 2V1。求循环效率。;解：;c—a等体吸热;例：总装机容量为1.80GW，效率为30%，求全部运行时，（1）求热机从锅炉中吸收的热量（2）用10。C的海水冷却冷凝器，排水温度为20。C,求每秒需要多少吨海水？（海水比热C=4.18kJKg -1 K-1);解：