热力学第一定律及其应用.pptxVIP

5.2.1热量、功和热力学能1.热量系统与外界之间由于温度差异而传递的能量叫做热量.热力学能是表征热力学系统状态的物理量.2.热力学能系统热力学能的增量只与系统的起始和终了状态有关，与系统所经历的过程无关，是温度的单值函数.A.做功B.热传递

5.2.2热力学第一定律1.数学表达式意义在状态变化的过程中，系统所吸收的热量一部分使系统的热力学能增加，另一部分用于对外做功.

2.对于系统状态的微小变化过程，热力学第一定律可表示为如果所研究的系统是气体，则热力学第一定律的数学表达式为第一类永动机是做不成的.

1.定义准静态过程是指在过程中任意时刻，系统都以一种无限缓慢的、接近于平衡状态的过程进行.5.2.3准静态过程

对于理想气体，准静态过程可以用p-V图上的一条曲线来表示，而非静态过程则不能.V1pVoⅠⅡpdVV22.气体系统做功的表达式以气缸为例分析设:气体压强为p，活塞的截面积为S

V1V2pVoⅠⅡpdV气体对外所做的总功等于曲线与横坐标之间的曲边梯形的面积．

注意功是过程量，其数值大小与过程有关，只给定初态和末态并不能确定功的数值.或5.2.4理想气体的等体、等压和等温过程热力学第一定律可以应用于气体、液体和固体系统，研究它们的变化过程.

1.等体过程气体体积保持不变的过程叫做等体过程.0PVP1V等体线P2在等体过程中，系统从外界吸收的热量全部用于增加系统的热力学能；

2.等压过程气体压强保持不变的过程叫等压过程.0pVpV12等压线V在等体过程中，系统从外界吸收的热量全部用于增加系统的热力学能；在等压过程中，第一定律的表示式为

系统对外所做的功为气体在等压过程中所吸收的热量一部分转换为热力学能的增量,一部分转换为对外所做的功.即

3.等温过程温度保持不变的过程叫做等温过程.（热力学能只取决于温度）0pVp1p2V2V1pdV

等温过程中气体吸收（或放出）的热量是在等温膨胀过程中，理想气体所吸收的热量全部转换为对外所做的功.

定义1摩尔的某种物质温度升高(或降低)1K所吸收（或放出）的热量.同一气体在不同的过程中有不同的热容.1.等体摩尔热容等体摩尔热容5.2.5气体的摩尔热容设：1摩尔气体在等体过程中吸取热量温度升高

任意质量的理想气体的热力学能增量为：

2.等压摩尔热容等压摩尔热容设：1摩尔气体在等压过程中吸取热量温度升高

对于1mol理想气体在等压过程中所以理想气体的等压摩尔热容较等体摩尔热容大一恒量R.3.比热容比

5.2.6理想气体的绝热过程系统与外界无热量交换的过程叫绝热过程.定义热力学第一定律为0pVp2V2V1p1等温线绝热线在绝热过程中

上式表明，在绝热过程中，系统对外做功完全依靠自身热力学能的减少.0pVp2V2V1p1等温线绝热线气体从状态经绝热过程变化到状态时

由（2）得

——理想气体的绝热方程

例1.如图所示，系统从状态a沿acb变化到状态b，有334J的热量传递给系统，而系统对外作的功为126J.（1）若沿曲线adb时,系统做功42J，问有多少热量传递给系统？（2）当系统从状态b沿曲线bea返回到状态a时，外界对系统做功84J，问系统是吸热还是放热？传递了多少热量？（3）若Ed-Ea=167J，求系统沿ad及db变化时，各吸收了多少热量？

（1）若沿曲线adb时，系统做功42J，问有多少热量传递给系统？解:

（2）当系统从状态b沿曲线bea返回到状态a时，外界对系统做功84J，问系统是吸热还是放热？传递了多少热量？负号表示放热（3）若Ed-Ea=167J，求系统沿ad及db变化时，各吸收了多少热量？

例2.设有5mol的氢气，最初状态的压强为1.013?105Pa，温度为20oC，求在下列过程中，把氢气压缩为原来体积的1/10需要作的功：（1）等温过程；（2）绝热过程；（3）经这两过程后，气体的压强各为多少？解：绝热过程等温过程（1）等温过程中如图所示

等温过程在绝热过程（1—2）中所做的功为：（2）气体为双原子气体，即?=1.41，所以，绝热过程

对于等温过程：

对于绝热过程：

例3.氮气液化、把氮气放在一个有活塞的由绝热壁包围的汽缸中.开始时,氮气的压强为50个标准大气压、温度为300K;经急速膨