大学普通物理课件6-5理想气体的等温过程和绝热过程.ppt

第六章热力学基础第六章热力学基础6 5 6 5 理想气体的等温过程和绝热过程理想气体的等温过程和绝热过程一一 等温过程等温过程热力学第一定律热力学第一定律恒恒温温热热源源T12特征特征 常量常量过程方程过程方程常量常量第六章热力学基础第六章热力学基础6 5 6 5 理想气体的等温过程和绝热过程理想气体的等温过程和绝热过程12等温等温膨胀膨胀W12W等温等温压缩压缩 W W第六章热力学基础第六章热力学基础6 5 6 5 理想气体的等温过程和绝热过程理想气体的等温过程和绝热过程12二二 绝热过程绝热过程与外界无热量交换的过程与外界无热量交换的过程特征特征绝热的汽缸壁和活塞绝热的汽缸壁和活塞热一律热一律第六章热力学基础第六章热力学基础6 5 6 5 理想气体的等温过程和绝热过程理想气体的等温过程和绝热过程若已知若已知 及及12W从从 可得可得由热力学第一定律有由热力学第一定律有第六章热力学基础第六章热力学基础6 5 6 5 理想气体的等温过程和绝热过程理想气体的等温过程和绝热过程 绝热过程方程的推导绝热过程方程的推导分离变量得分离变量得12绝绝 热热 方方 程程常量常量常量常量常量常量第六章热力学基础第六章热力学基础6 5 6 5 理想气体的等温过程和绝热过程理想气体的等温过程和绝热过程12W绝绝 热热 膨膨 胀胀12W绝绝 热热 压压 缩缩 W W第六章热力学基础第六章热力学基础6 5 6 5 理想气体的等温过程和绝热过程理想气体的等温过程和绝热过程三三 绝热线和等温线绝热线和等温线绝热绝热过程曲线的斜率过程曲线的斜率等温等温过程曲线的斜率过程曲线的斜率 绝热线的斜率大于绝热线的斜率大于等温线的斜率等温线的斜率.常量常量常量常量ABC常量常量思考思考:斜率不同的原因斜率不同的原因,并从物理意义上解释并从物理意义上解释.第六章热力学基础第六章热力学基础6 5 6 5 理想气体的等温过程和绝热过程理想气体的等温过程和绝热过程 热力学第一定律对等值过程及绝热过程的应用热力学第一定律对等值过程及绝热过程的应用过程特征过程方程过程曲线内能增量对外作功吸收热量等体等压等温绝热第六章热力学基础第六章热力学基础6 5 6 5 理想气体的等温过程和绝热过程理想气体的等温过程和绝热过程应用热力学第一定律解题思路和方法应用热力学第一定律解题思路和方法:1）弄清题意，选好研究对象，进行过程分析、状态弄清题意，选好研究对象，进行过程分析、状态分析（明确过程中的初态和末态的已知参量和未分析（明确过程中的初态和末态的已知参量和未知参量）。知参量）。2）应用物态方程或过程方程求出各状态参量。应用物态方程或过程方程求出各状态参量。3）应用内能、功、热量的计算式和热力学第一定应用内能、功、热量的计算式和热力学第一定律求出未知量。律求出未知量。4）如果题中涉及几个过程组成的联合过程，将联合过如果题中涉及几个过程组成的联合过程，将联合过程分成几个过程分析，并注意两过程之间的连接状态参程分成几个过程分析，并注意两过程之间的连接状态参量，由状态方程或过程方程求解该参量。量，由状态方程或过程方程求解该参量。5）注意各量单位的统一注意各量单位的统一第六章热力学基础第六章热力学基础6 5 6 5 理想气体的等温过程和绝热过程理想气体的等温过程和绝热过程 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 温温度为度为 ，求在下列过程中，把氢气压缩为原体积的，求在下列过程中，把氢气压缩为原体积的 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）经这两过程后，气体的压强各为多少？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查得由表查得 ，有，有12常量常量第六章热力学基础第六章热力学基础6 5 6 5 理想气体的等温过程和绝热过程理想气体的等温过程和绝热过程3）对等温过程）对等温过程对绝热过程对绝热过程,有有12常量常量第六章热力学基础第六章热力学基础6 5 6 5 理想气体的等温过程和绝热过程理想气体的等温过程和绝热过程 例例2 2 氮气液化，氮气液化，把氮气放在一个绝热的汽缸中把氮气放在一个绝热的汽缸中.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、温度为个标准大气压、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个标准大气压个标准大气压,从而使氮从而使氮气液化气液化.试问此时氮的温度为多少试问此时氮的温度为多少?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第六章热力学基础第六章热力学基础6 5 6 5 理想气体的等温过程和绝热过程理想气体的等温过程和绝热过程 例例3 在一气缸内放有一定量的水，活塞与汽缸在一气缸内放有一定量的水，活塞与汽缸间的摩擦不计缸壁由间的摩擦不计缸壁由良良导热材料制成导热材料制成.作用于活塞上作用于活塞上的压强的压强 .开始时开始时,活塞与水面接触活塞与水面接触.若使环境若使环境(热源热源)温度非常缓慢地升高到温度非常缓慢地升高到 .求把求把单位质量的水汽化为水蒸汽单位质量的水汽化为水蒸汽,水的内能改变了多少水的内能改变了多少?已知已知水的汽化热为水的汽化热为 水的密度水的密度水蒸汽的密度水蒸汽的密度解解 水汽化所需的热量水汽化所需的热量水汽化后体积膨胀为水汽化后体积膨胀为水水水蒸气水蒸气 热源热源第六章热力学基础第六章热力学基础6 5 6 5 理想气体的等温过程和绝热过程理想气体的等温过程和绝热过程水水水蒸气水蒸气 热源热源第六章热力学基础第六章热力学基础6 5 6 5 理想气体的等温过程和绝热过程理想气体的等温过程和绝热过程练习题：练习题：1.1摩尔氢气，摩尔氢气，为初态，为初态，经下列两种过程达同一状态：经下列两种过程达同一状态：2.（1）先保持体积不变，加热使温度升高到）先保持体积不变，加热使温度升高到 ，然后令其等温膨胀，体积变为原来然后令其等温膨胀，体积变为原来2倍。倍。3.（2）先使其等温膨胀，体积变为原来）先使其等温膨胀，体积变为原来2倍，然后保倍，然后保持体积不变，加热到持体积不变，加热到 。4.求求:上两个过程中，气体内能的增量；气体对外作上两个过程中，气体内能的增量；气体对外作功；气体吸收热量。功；气体吸收热量。第六章热力学基础第六章热力学基础6 5 6 5 理想气体的等温过程和绝热过程理想气体的等温过程和绝热过程 理想气体由某一状态开始，分别作不同过程膨理想气体由某一状态开始，分别作不同过程膨胀到相同体积：等压膨胀、等温膨胀、绝热膨胀。胀到相同体积：等压膨胀、等温膨胀、绝热膨胀。（1）试在）试在P-V图上作出相应的过程曲线；图上作出相应的过程曲线；（2）哪个过程作功最多？哪个过程作功最少？）哪个过程作功最多？哪个过程作功最少？（3）哪个过程内能增加？哪个过程内能减少？）哪个过程内能增加？哪个过程内能减少？（4）哪个过程吸热最多？哪个过程吸热最少？）哪个过程吸热最多？哪个过程吸热最少？讨论题：讨论题：