2021-2022学年高二物理竞赛课件：热力学第一定律 .pptx

热力学第一定律热力学第一定律系统系统吸吸热热系统放热系统放热内能内能增增加加内能减少内能减少系统系统对外对外界界做功做功外界对系统做功外界对系统做功热力学第一定律的符号规定热力学第一定律的符号规定 Q=E+A=(E2E1)+A 系统系统在任一过程中在任一过程中从外界吸收的热量等于从外界吸收的热量等于系统内能增量与系统对外作功之和。系统内能增量与系统对外作功之和。讨论讨论 热力学第一定律热力学第一定律系系统统从从外外界吸热界吸热 Q使系统内能增加使系统内能增加 E用于系统对外作功用于系统对外作功 A微小过程微小过程热力学第一定律是热现象中能量转化与守恒的定热力学第一定律是热现象中能量转化与守恒的定律，适用于律，适用于任何系统任何系统的的任何过程任何过程(非准静态过程亦成非准静态过程亦成立立)。它指出它指出第一类永动机是不可能制成的第一类永动机是不可能制成的。dQ=dE+dA 讨论讨论 Q=E+A=(E2E1)+A 系统系统在任一过程中在任一过程中从外界吸收的热量等于从外界吸收的热量等于系统内能增量与系统对外作功之和。系统内能增量与系统对外作功之和。第一类永动机：不需消耗内能，也不需第一类永动机：不需消耗内能，也不需对系统传热，却能不断对外作功的机器。对系统传热，却能不断对外作功的机器。热一定律的热一定律的微分形式微分形式例例.用热一律求不同过程的热量用热一律求不同过程的热量(或求内能或求内能,求功求功).).由由a a状状态态沿沿acbacb到到达达b b状状态态,吸吸热热8080卡卡,系系统统作作功功126126J J.经经 adb adb 过程过程,作功作功4242J J,吸热为多少？吸热为多少？解解:adbadb过程中的热一律过程中的热一律:p pV VO Oc ca ad db b由由状状态态沿沿曲曲线线 ba ba 返返回回状状态态 a a 时时,系系统统作作功功-84-84J J,系系统统是是吸吸热热还还是是放放热热？热热量量传传递递多少？多少？abab过程中的热一律过程中的热一律:p pV VO Oc ca ad db b若为准静态过程若为准静态过程 热力学第一定律热力学第一定律适用于任何适用于任何热力学系统、任何热力学过程热力学系统、任何热力学过程若为理想气体若为理想气体若为理想气体准静态过程若为理想气体准静态过程 dQ=dE+dA 作功多少？作功多少？内能怎样变化？内能怎样变化？与外界有能量交换吗？与外界有能量交换吗？作功为零的过程作功为零的过程A=0 热一律在理想气体准静态过程中的应用热一律在理想气体准静态过程中的应用-等容等容-绝热绝热-等温等温-等压等压内能不变的过程内能不变的过程E=0与外界没有能量交换的过程与外界没有能量交换的过程Q=0都不为零的过程都不为零的过程一、作功一、作功A=0A=0的过程的过程-等体等体(等容等容)过程过程l系统从外界吸热系统从外界吸热:在在p-Vp-V图上表示为一竖线图上表示为一竖线Vp2p1pOI（E1）II（E2）系统作功系统作功A,A,内能内能 E,E,吸热吸热Q Ql系统对外作功系统对外作功:l系统内能改变系统内能改变:V=恒量恒量，dV=0 8.5 理想气体的等值过程理想气体的等值过程系统吸热全部用来增加内能系统吸热全部用来增加内能.摩尔定体热容摩尔定体热容v:1mol,V不变不变,改变改变1K所吸热所吸热.单原子单原子双原子双原子多原子多原子内能的增量总是内能的增量总是系统吸热全部用来增加内能系统吸热全部用来增加内能.理想气体内能公式理想气体内能公式则对则对任意过程任意过程，理想气体内能增量为，理想气体内能增量为理想气体内能的增量与过程无关！理想气体内能的增量与过程无关！此式适用于此式适用于任何过程任何过程-理想理想气体的气体的定容摩定容摩尔热容尔热容 二、二、等压过程等压过程在在p-V图上为一水平线图上为一水平线 VV2V1ppOIII p为恒量为恒量.系统作功系统作功A,A,内能内能 E,E,吸热吸热Q Ql系统内能改变：系统内能改变：系统对外界作功：系统对外界作功：l系统从外界吸热：系统从外界吸热：定压摩尔热容定压摩尔热容 :1mol,P不变不变,改变改变K 所吸热所吸热.迈耶公式迈耶公式单原子（单原子（i=3）双原子（双原子（i=5）多原子（多原子（i=6）单原子（单原子（i=3）双原子（双原子（i=5）多原子（多原子（i=6）比热容比：比热容比：室温下气体的室温下气体的 值值 He 1.67 1.67 Ar 1.67 1.67 H2 1.40 1.41 气体气体 理论值理论值 实验值实验值 N2 1.40 1.40 O2 1.40 1.40 CO 1.40 1.29 H2O 1.33 1.33 CH4 1.33 1.35