高中物理竞赛课件：热力学第一定律 (1).pptx

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1、热力学第一定律热容热容 一个物体的温度每升高一个物体的温度每升高 1K 时所吸收的时所吸收的热量叫做该物体的热量叫做该物体的热容热容。/CQT 质量热容质量热容: : 每千克物质的热容每千克物质的热容 c 。摩尔摩尔热容：热容：每摩尔物质的每摩尔物质的热容热容 Cm。等体过程等体过程0d, 0dAV),(11TVp),(22TVp2p1pVpVoV = 常量常量UQdd12UUQUU12),(11TVp),(22TVp1p2p1V2VpVo等温等温膨胀膨胀A12),(11TVp),(22TVp1p2p1V2VpVoA等温等温压缩压缩QQ A A1U2UQ1UQ2U),(11TVp),(22TV

2、p2p1pVpVo 等体等体升升压压 12),(11TVp),(22TVp2p1pVpVo 等体等体降降压压 122V),(11TVp),(22TVpp1VpVo12等压过程等压过程AP = 常量常量CVT1)(12VVpAAUQdddAUQ2V),(11TVp),(22TVpp1VpVo12A等等 压压 膨膨 胀胀2V),(11TVp),(22TVpp1VpVo12A等等 压压 压压 缩缩1U2UQ1UQ2U A A例：例：2.810-3kg、27、1atm 氮气，先作等压膨氮气，先作等压膨胀到原体积两倍，然后体积不变使其压强增大一胀到原体积两倍，然后体积不变使其压强增大一倍，最后等温膨胀使

3、倍，最后等温膨胀使其压强降至其压强降至1atm。求：求：1)1)氮气在全过程氮气在全过程中热力学能的变化、中热力学能的变化、所做的功和吸热。所做的功和吸热。2)2)如果氮气自初态等如果氮气自初态等压膨胀到与上述过程压膨胀到与上述过程的同一末态，其热力的同一末态，其热力学能的变化、所做的学能的变化、所做的功和吸热又将如何？功和吸热又将如何？理想气体的摩尔定压热容理想气体的摩尔定压热容,m()dVVQCT,m()VVUCTRiCV2m,理想气体的摩尔定容热容理想气体的摩尔定容热容TQCppd)(m,VpUQpdd)(TVpTUCpddddm,RiRRiCp222m,RCCVpm,m,RCCVpm,

4、m,iiCCVp2m,m,单原子分子理想气体：单原子分子理想气体：352523m,m,；RCRCpV刚性双原子分子理想气体：刚性双原子分子理想气体：572725m,m,；RCRCpV气体热容气体热容的量子特性的量子特性例：例：一定量双原子分子理想气体，经一定量双原子分子理想气体，经 pV 2 = 常量的常量的准静态过程，从状态准静态过程，从状态( p1 ,V1 )变到状态变到状态( p2 ,V2 )，求，求气体在该过程中所做的功、热力学能的增量、传递气体在该过程中所做的功、热力学能的增量、传递的热量和该过程的摩尔热容。的热量和该过程的摩尔热容。解：解：2222112VpVppV22222211VVpVVpp)(dd12221122112121TTRVpVpVVVpVpWVVVV)(2512TTRU)(2312TTRWUQ21m2121(3 / 2)()3()()2R TTQCRv TTv TT0QUWdRTpVTRpVVpdddVpWdTCUVddm,pVCVpRCVVdd)(m,m,m,m,m,m,/VpVpCCRCCd d0pVpVd d0pVpVClnlnVp31211CCCTpTVpVd()dATAppVV d()dAQAppVV