最新大学物理第五版热力学习题课ppt课件.ppt
进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热怎么这么热”，于是三，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑强子，别跑了，快来我给你扇扇了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你你看热的，跑什么？看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅道，袅第第12章章 提要提要 掌握两方面内容：掌握两方面内容： 一、理想气体状态方程；二、理想气体的压强、能量计算一、理想气体状态方程；二、理想气体的压强、能量计算 1、气态方程；、气态方程；nKTP ()ANRK = 2、气体的压强气体的压强RTMmpVknvnmp32=31=2 3、能量按自由度均分原理、能量按自由度均分原理 在平衡态下，分子每个自由度平均分得能量在平衡态下，分子每个自由度平均分得能量12KTNnV5理想气体的定压摩尔热容大于定容摩尔热容，是因为在等压理想气体的定压摩尔热容大于定容摩尔热容，是因为在等压过程中（过程中（ ）A、膨胀系数不同；、膨胀系数不同； B、膨胀时气体对外作功；、膨胀时气体对外作功；C C、分子间吸引力大；、分子间吸引力大； D D、分子本身膨胀。、分子本身膨胀。 6对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外界作的功与从外界吸收的热量之比等于系统对外界作的功与从外界吸收的热量之比等于 （A）1/3 （B）1/4 （C）2/5 （D）2/7 B DWQEQQ- D=27=22RiR=+7理想气体的压强仅与下列哪项有关（理想气体的压强仅与下列哪项有关（ ）A A、气体的分子数密度；、气体的分子数密度； B B、气体的温度；、气体的温度；C C、气体分子的平均速率；、气体分子的平均速率；D D、气体的分子数密度与温度的乘积、气体的分子数密度与温度的乘积. . 8单原子分子的理想气体，其自由度单原子分子的理想气体，其自由度i= ，定，定容摩尔热容容摩尔热容Cv,m= ，定压摩尔热容定压摩尔热容Cp,m= 。9、一定量的理想气体，从相同状态开始分别经过等压、一定量的理想气体，从相同状态开始分别经过等压、等体及等温过程，若气体在上述各过程中吸收的热量等体及等温过程，若气体在上述各过程中吸收的热量相同，则气体对外界作功最多的过程为相同，则气体对外界作功最多的过程为_。 352R32R等温等温Df(v)vT1T210. . 下图为同一种气体，处于不同温度状态下的速下图为同一种气体，处于不同温度状态下的速率分布曲线，试问（率分布曲线，试问（1 1）哪一条曲线对应的温度高？）哪一条曲线对应的温度高？（2 2）如果这两条曲线分别对应的是同一温度下氧气）如果这两条曲线分别对应的是同一温度下氧气和氢气的分布曲线，问哪条曲线对应的是氧气，哪和氢气的分布曲线，问哪条曲线对应的是氧气，哪条对应的是氢气？条对应的是氢气？解：解：MkT2pv(1) T1 T2(2) 绿：氧绿：氧 黑：氢黑：氢2pv1pv11.11. 求氢在标准状态下一秒内分子的平均碰撞次数求氢在标准状态下一秒内分子的平均碰撞次数。（已知分子直径已知分子直径d = 2 10-10m )解：解：8molRTMv1313sm1070. 1sm10227331. 883253235m1069. 2m2731038. 110013. 1kTpnm1014. 22172nd19s1095. 7vz（约（约80亿次）亿次）()zv第第13章章 提要提要1、热力学第一定律及其应用热力学第一定律及其应用(1)准静态过程的功准静态过程的功21dVVWP V=(2)热力学第一定律热力学第一定律QE W= D+微变过程微变过程dddQEW=+迈耶公式迈耶公式,P mV mCCR=+2、循环过程和卡诺循环循环过程和卡诺循环(1) 循环过程的特点循环过程的特点0 E 热机效率热机效率1221111QQQWQQQh-= -致冷系数致冷系数1212QQeWQQ=-热机效率热机效率 总是小于总是小于1的，而致冷系数的，而致冷系数e可以大于可以大于1。(2)由两条等温线和两条绝热线组成的循环叫做由两条等温线和两条绝热线组成的循环叫做 卡诺循环。卡诺循环。提醒：提醒：卡诺热机的效率卡诺热机的效率121211TTQQ 卡诺 3 3、热力学第二定律、热力学第二定律 (1)(1)热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述是等价的，它揭示了一切与热现象有关的实际宏是等价的，它揭示了一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。观过程都是不可逆的。请看例题请看例题 练习练习. .一定质量的理想气体，进行如图所示的循环过程一定质量的理想气体，进行如图所示的循环过程已知气体在状态已知气体在状态A的温度为的温度为300K，求：，求：（1 1）气体在状态）气体在状态B B、C C的温度的温度（2 2）各过程气体对外作的功）各过程气体对外作的功（3 3）经过整个循环过程，气体）经过整个循环过程，气体从外界吸收的总热量从外界吸收的总热量解：解：由图知由图知300Pa ;AP 100Pa ;BcPP33mBV 31mAcVV（1 1）CACA为等容过程：为等容过程：AAccPTPTAAccPTPT =100KCBCB为等压过程：为等压过程：BBccVTVTcBcBVVTT K300 （2 2）各过程中气体作的功：）各过程中气体作的功：ABAB：112ABBcWPPVV400JBC：2200JBcBWP VVCA：03W（3 3）整个过程中气体作的总功：）整个过程中气体作的总功：123200JW W WW0 E 200JQ WE 对整个循环过程：对整个循环过程：p22(,)p V11(,)p V31ppOV(1) (1) 在过程在过程I I中气体吸的热量中气体吸的热量; ;(2) (2) 整个过程气体吸的热量整个过程气体吸的热量解：解：(1) (1) 在过程在过程中气体对外做中气体对外做功为功为: : 112211 2WppVV52 4.04 10 Pa ,p 1 1mol刚性双原子分子的理想气体，开始时处于刚性双原子分子的理想气体，开始时处于 的状态，然后经如图所示的状态，然后经如图所示的直的直线过程线过程I变到变到 状状态后又经过方程为态后又经过方程为 （常量）的过程（常量）的过程IIII变到变到12 pVC51 1.01 10 Pa,p 331 10 mV332 2 10 mV 压强压强 的状态求：的状态求：531 1.01 10 Papp内能增量为：内能增量为：1,215 2V mmECTR TTM 2 21 15 2pVpV由热力学第一定律，此过程气体吸收的热量为：由热力学第一定律，此过程气体吸收的热量为：11112212 21 115 22QWEppVVpVpV 5533221 1.01 104.04 102 1010J254.04 2 101.01 10 J2 3 2.02 10 Jp22(,)p V11(,)p V31ppOV32223 32 2d 2VVVp VpVpVV(2) (2) 在过程在过程IIII中气体对外做功为：中气体对外做功为：322 dVVWp V12 pVC111122222 22 2, pVpVppV V223323234.04 2 10m1.01pVVp 33 32 10 m又又2232 2 1.01 32 104.04 2 10 J 4.85 10 JW p22(,)p V11(,)p V31ppOV过程过程II气体内能增量为气体内能增量为 2323 32 255 22ER TTpVpV225 1.01 32 104.04 2 10 J2 过程过程IIII气体吸热气体吸热 334222 4.85 10 J 6.06 10 J 1.09 10 JQWE(2)(2)整个过程气体吸收热量整个过程气体吸收热量 12Q QQ3442.02 10 J 1.09 10 J 1.29 10 Jp22(,)p V11(,)p V31ppOV36.06 10 J
