4绝热过程2011-9.ppt

7 7-4 绝热过程绝热过程绝热过程：绝热过程：系统在绝热过程中始终不与外界交换热量。系统在绝热过程中始终不与外界交换热量。良好绝热材料包围的系统发生的过程良好绝热材料包围的系统发生的过程进行得较快，系统来不及和外界交换热量的进行得较快，系统来不及和外界交换热量的过程过程特征特征热机中气体的膨胀，压缩机中气体的压缩等，热机中气体的膨胀，压缩机中气体的压缩等，过程进行很快，只有少量热量进入，近似认为过程进行很快，只有少量热量进入，近似认为绝热过程绝热过程1.过程方程过程方程 对无限小的准静态绝热过程对无限小的准静态绝热过程 有有绝热的绝热的汽缸壁和活塞汽缸壁和活塞两式消去两式消去 dT上式和状态方程消去上式和状态方程消去 P 或或 V两边都除以两边都除以常量常量绝绝 热热 方方 程程 绝热过程中绝热过程中，理想气体不吸收热量，理想气体不吸收热量，系统减少的内能，等于其对外所作功系统减少的内能，等于其对外所作功。2.绝热过程中功的计算绝热过程中功的计算3.过程曲线过程曲线微分微分A绝热线绝热线等温线等温线由于由于 1 1 ，所以绝热线要比等温线陡所以绝热线要比等温线陡VpO绝热线绝热线与等温线比较与等温线比较微分微分等温线等温线A绝热线绝热线等温线等温线VpO处于某一状态的气体，虽经等温或绝热过程处于某一状态的气体，虽经等温或绝热过程膨胀相同体积，但在绝热过程中压强的降低膨胀相同体积，但在绝热过程中压强的降低比等温过程多比等温过程多绝热线绝热线等温线等温线微观解释微观解释(气体分子运动论）气体分子运动论）在等温过程中压强的降低仅在等温过程中压强的降低仅由气体密度减小而引起，而由气体密度减小而引起，而在绝热过程中压强的降低除在绝热过程中压强的降低除气体密度减小因素外，温度气体密度减小因素外，温度降低也是一个因素降低也是一个因素A绝热线绝热线等温线等温线VpO一定量氮气，其初始温度为一定量氮气，其初始温度为 300 K，压强为压强为1atm。将其绝热压缩，使其体积变为初始体将其绝热压缩，使其体积变为初始体积的积的1/5。解解例例求求压缩后的压强和温度压缩后的压强和温度氮气是双原子分子氮气是双原子分子根据绝热过程方程的根据绝热过程方程的pV 关系，有关系，有根据绝热过程方程的根据绝热过程方程的TV 关系，有关系，有例例1 设有设有 5 mol 的氢气，最初的压强为的氢气，最初的压强为 温度为温度为 ，求在下列过程中，把氢气压缩为原，求在下列过程中，把氢气压缩为原体积的体积的 1/10 需作的功需作的功:1）等温过程，）等温过程，2）绝热过程）绝热过程.3）经这两过程后，气体的压强各为多少？）经这两过程后，气体的压强各为多少？解解 1）等温过程）等温过程2）氢气为双原子气体）氢气为双原子气体由表由表查得查得 ，有，有12常量常量3）对等温过程）对等温过程对绝热过程对绝热过程,有有12常量常量温度为温度为25，压强为，压强为1atm 的的1mol 刚性双刚性双原子分子理想气体经等温过程体积膨胀至原子分子理想气体经等温过程体积膨胀至原来的原来的3倍倍。(1)该过程中气体对外所作的功；该过程中气体对外所作的功；(2)若气体经绝热过程体积膨胀至原来的若气体经绝热过程体积膨胀至原来的3倍倍，气体对外所作的功。气体对外所作的功。解解例例求求(1)由等温过程可得由等温过程可得VpOVpO(2)根据绝热过程方程，根据绝热过程方程，有有解解由热力学第一定律由热力学第一定律停止 例例2 2 氮气液化，氮气液化，把氮气放在一个绝热的把氮气放在一个绝热的汽缸中汽缸中.开始时开始时,氮气的压强为氮气的压强为5050个标准大气压、个标准大气压、温度为温度为300K;300K;经急速膨胀后经急速膨胀后,其压强降至其压强降至 1 1个标个标准大气压准大气压,从而使氮气液化从而使氮气液化 .试问此时氮的温试问此时氮的温度为多少度为多少?解解 氮气可视为理想气体氮气可视为理想气体,其液化过程为绝热过程其液化过程为绝热过程.氮气为双原子气体由表查得氮气为双原子气体由表查得