大物-热力学和气体.ppt

CJIAN2001-11德国理论物理学家他对热力学理论有杰出贡献，曾提出热力学第二定律的克劳修斯表述。他还是气体动理论创始人之一。他还导出气体压强公式，提出比范德瓦耳斯更普遍的气体物态方程。例题:汽油机可近似看成如图循环过程(Otto循环),其中DE和BC为绝热过程,证明此循环效率为DECBP证明吸放§7-5.热力学第二定律一.问题的引出要使热机效率为100%，并不违反热力学第一定律，但无法构成循环。P1P2V1V2VP以等温过程为例二.热力学第二定律(secondlawofthermodynamics)1.开尔文(Kelvin)表述2.克劳修斯表述(Clausius)英国著名物理学家、发明家，原名W.汤姆孙(WilliamThomson),开尔文研究范围广泛，在热学、电磁学、流体力学、光学、地球物理、数学、工程应用等方面都做出了贡献.他一生发表论文多达600余篇，取得70种发明专利.开尔文(LordKelvin,1824～1907)开尔文是热力学的主要奠基人之一。他1848年创立了热力学温标,1851年提出热力学第二定律.1852年与焦耳合作进一步研究气体的内能，发现了焦耳－汤姆孙效应，这一发现成为获得低温的主要方法之一.为了纪念他在科学上的功绩，国际计量大会把热力学温标(即绝对温标)称为开尔文(开氏)温标，热力学温标以开尔文为单位，是现在国际单位制中七个基本单位之一。在电磁学理论和工程应用上,1848年开尔文发明了电像法，这是计算一定形状导体电荷分布所产生的静电场问题的有效方法。他把自己的全部研究成果，毫无保留地介绍给了麦克斯韦，为麦克斯韦最后完成电磁场理论奠定了基础。1875年他预言了城市将采用电力照明，1879年又提出了远距离输电的可能性。1881年他对电动机进行了改造，大大提高了电动机的实用价值。在电工仪器方面，他发明了镜式电流计、双臂电桥、虹吸记录器等，大大促进了电测量仪器的发展。在工程技术中，1855年他研究了电缆中信号传播情况，解决了长距离海底电缆通讯的一系列理论和技术问题,于1858年协助装设了第一条大西洋海底电缆.开尔文一生谦虚勤奋，意志坚强，不怕失败，百折不挠。在对待困难问题上他讲：“我们都感到，对困难必须正视，不能回避；应当把它放在心里，希望能够解决它。无论如何，每个困难一定有解决的办法，虽然我们可能一生没有能找到。”他这种终生不懈地为科学事业奋斗的精神，永远为后人敬仰。1896年在格拉斯哥大学庆祝他50周年教授生涯大会上，他说：“有两个字最能代表我50年内在科学研究上的奋斗，就是‘失败’两字。”这足以说明他的谦虚品德。克劳修斯（1822-1888）四.理想气体自由绝热膨胀Q=0，W=0，E不变，温度不变隔板真空例题:图示为一理想气体的几种状态变化过程的P-V图,其中MT为等温线,MQ为绝热线,在AM、BM、CM三种准静态过程中，温度升高的是______气体吸热的是______过程MATBQCPVBM、CMCM1331ABV/10-3m3P/105pa例2：一定量的理想气体经历由A到B的过程，求：Q，W，解：Q=W=面积=400（J）例3：一定量的双原子分子理想气体经历由A到B的过程，求：Q，W，V/10-3m31431ABP/105pa解：W=600（J）Q=850（J）?Cv(T2-T1)0?Cv(T2-T1)?Cv(T2-T1)ΔE-?Cv(T2-T1)0PV?=CdQ=0绝热?RTln(V2/V1)?RTln(V2/V1)PV=CT一定等温P(V2-V1)?Cp(T2-T1)v/T=CP一定等压0?Cv(T2-T1)P/T=Cv一定等容AQ方程特征过程§7-4.循环过程卡诺循环一.循环过程(cycleprocess)1.定义:系统经历一系列的状态变化，又重新回到初始状态，这样的一个周而复始的过程.F实例:汽缸?循环一周,内能不变?PV图上为一闭合曲线,其包围面积为净功.正循环逆循环PV3.分类?正循环循环一周，对外作(净)功2.特征?逆循环循环一周，外界作(净)功二.热机与卡诺循环能够连续不断地把热量转换为功的循环动作的装置。（正循环）1.热机(heatengine)PV热机的目的：热