第三章热力学第一定律第四章热力学第二定律PPT讲稿.ppt
《第三章热力学第一定律第四章热力学第二定律PPT讲稿.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第三章热力学第一定律第四章热力学第二定律PPT讲稿.ppt(64页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第三章热力学第一定律第四章热力学第二定律1第1页,共64页,编辑于2022年,星期二1.热力学系统:热力学系统:热力学研究的对象称为热力学热力学研究的对象称为热力学 系统(研究气体系统),其它均称为外界。系统(研究气体系统),其它均称为外界。一、基本概念一、基本概念2.热力学过程热力学过程:状态随时间变化的过程状态随时间变化的过程(1)按过程中经历的各个状态的性质分类按过程中经历的各个状态的性质分类:准静态过程(平衡过程):初态、每个中间态、终态准静态过程(平衡过程):初态、每个中间态、终态 都可近似地看成是平衡态的过程。都可近似地看成是平衡态的过程。非静态过程(非平衡过程):只要有一个状态不
2、是平衡非静态过程(非平衡过程):只要有一个状态不是平衡 态,整个过程就是非静态过程。态,整个过程就是非静态过程。第2页,共64页,编辑于2022年,星期二(2)按过程的特征分类按过程的特征分类:等容过程:等容过程:dV=0 等压过程:等压过程:dP=0 等温过程:等温过程:dT=0 绝热过程:绝热过程:dQ=0,Q=0 循环过程:循环过程:dE=0 E终态终态 =E初态初态第3页,共64页,编辑于2022年,星期二PV 图上一条线,表示一个图上一条线,表示一个平衡平衡过程。过程。PV 图上一个点,表示一个图上一个点,表示一个平衡平衡状态。状态。3过程曲线过程曲线改变内能的方法改变内能的方法外界
3、对系统外界对系统作功作功(或反之)。(或反之)。外界对系统外界对系统传热传热(或反之)。(或反之)。4功、热量、内能功、热量、内能PV非非平衡态,平衡态,非非平衡过程平衡过程不能不能在在PV 图上表示图上表示!第4页,共64页,编辑于2022年,星期二二、功(准静态过程的功)二、功(准静态过程的功)特点:特点:(不仅与始末两态有关,而且(不仅与始末两态有关,而且 与经历的与经历的中间过程中间过程有关)有关)过程量过程量 气体对外界所做的气体对外界所做的元元功功 气体体积从气体体积从V1变化到变化到V2时,系统对外界时,系统对外界 做的做的总总功功第5页,共64页,编辑于2022年,星期二 外界
4、对系统作功,外界对系统作功,A为负。为负。10 此过程所作的功反映在此过程所作的功反映在 P-V图图 上,就是曲线下的面积。上,就是曲线下的面积。1V2V12系统对外界作功,系统对外界作功,A为正。为正。20上图:系统对外界作了功,系统的状态上图:系统对外界作了功,系统的状态 变了,内能也变了。变了,内能也变了。“功功”是系统是系统内能变化内能变化的量度,的量度,PVdV 符号法则:符号法则:注意:注意:功功不仅与初、末态有关,还与过程有关不仅与初、末态有关,还与过程有关 是是过程量过程量。第6页,共64页,编辑于2022年,星期二三、热量三、热量 特点:特点:过程量过程量(有不同的摩尔热容量
5、)(有不同的摩尔热容量)系统吸热,系统吸热,Q为正。为正。系统放热,系统放热,Q为负。为负。符号法则:符号法则:(不同的过程有不同的热量不同的过程有不同的热量)摩尔热容量摩尔热容量Cm:一摩尔一摩尔物质温度升高物质温度升高1K时系时系 统从外界吸收的热量。统从外界吸收的热量。第7页,共64页,编辑于2022年,星期二四、内能四、内能状态量状态量特点:特点:(只与始末两态有关,与中间只与始末两态有关,与中间过程无关过程无关)气体的气体的内能内能第8页,共64页,编辑于2022年,星期二10 作功作功和和传热传热对改变系统的内能效果是一样的。对改变系统的内能效果是一样的。(要提高一杯水的温度,可加
6、热,也可搅拌)(要提高一杯水的温度,可加热,也可搅拌)20 国际单位制中,功、热、内能单位都是焦耳(国际单位制中,功、热、内能单位都是焦耳(J)。)。(1卡卡=4.18 焦耳焦耳)30 功和热量都是系统内能变化的量度功和热量都是系统内能变化的量度,但功和热本身不但功和热本身不 是内能。是内能。内能:内能:态函数态函数,系统每个状态都对应着一定内能的数值。系统每个状态都对应着一定内能的数值。功、热量:功、热量:只有在状态变化过程中才有意义,状态不只有在状态变化过程中才有意义,状态不 变,无功、热可言。变,无功、热可言。注意注意 :第9页,共64页,编辑于2022年,星期二五、五、热力学第一定律热
7、力学第一定律 微分形式微分形式 积分形式积分形式1.数学表式数学表式第10页,共64页,编辑于2022年,星期二2.热力学第一定律的物理意义热力学第一定律的物理意义(1)外界对系统所传递的热量外界对系统所传递的热量 Q ,一部分用于一部分用于 系统对外作功系统对外作功,一部分,一部分使系统内能增加使系统内能增加。(2)热一律是包括热现象在内的能量转换和守恒热一律是包括热现象在内的能量转换和守恒 定律。定律。问:问:经一循环过程经一循环过程,不要任何能量供给不要任何能量供给,不断地对外作功,不断地对外作功,或较少的能量供给,作较多的功行吗?或较少的能量供给,作较多的功行吗?第一类永动机是不第一类
8、永动机是不可能制成的!可能制成的!热一律可表述为:热一律可表述为:热一律的适用范围:热一律的适用范围:任何任何热力学系统的热力学系统的任何任何 热力学过程。热力学过程。注意:注意:第11页,共64页,编辑于2022年,星期二3.热力学第一定律对理想气体等值过程的应用热力学第一定律对理想气体等值过程的应用对平衡过程计算对平衡过程计算:根据:根据:第12页,共64页,编辑于2022年,星期二1.等容过程等容过程(1)特征:特征:V=恒量恒量,dV=0,参量关系参量关系:P/T=恒量恒量(2)热一律表式:热一律表式:对有限变化过程对有限变化过程 系统吸收的热量全部用来增加系统本身的系统吸收的热量全部
9、用来增加系统本身的 内能。内能。意义:意义:第13页,共64页,编辑于2022年,星期二(3 3)定容摩尔热容定容摩尔热容:1 1摩尔摩尔气体在气体在等容等容过程中,过程中,温度升高(或降低)温度升高(或降低)1K所吸收(或放出)所吸收(或放出)的热量。的热量。单原子分子单原子分子双原子分子双原子分子多原子分子多原子分子第14页,共64页,编辑于2022年,星期二(4)内能增量:内能增量:等容过程等容过程(适用于任何过程)(适用于任何过程)第15页,共64页,编辑于2022年,星期二2.等压过程等压过程(1)特征:特征:P=恒量恒量,dP=0,参量关系参量关系:(2)热一律表式:热一律表式:作
10、功:作功:内能增量:内能增量:意义:意义:系统吸收的热量,一部系统吸收的热量,一部分对外作功,一部分增加自身的分对外作功,一部分增加自身的内能。内能。第16页,共64页,编辑于2022年,星期二(3 3)定压摩尔热容定压摩尔热容:1 1摩尔摩尔气体在气体在等压等压过程中,过程中,温度升高(或降低)温度升高(或降低)1K所吸收(或放出)所吸收(或放出)的热量。的热量。(迈耶公式)(迈耶公式)第17页,共64页,编辑于2022年,星期二比热容比单原子分子单原子分子双原子分子双原子分子等压过程等压过程多原子分子多原子分子第18页,共64页,编辑于2022年,星期二3.等温过程等温过程(1)特征:特征
11、:T=恒量,恒量,dT=0,dE0 参量关系:参量关系:PV=恒量恒量(2)热一律表式热一律表式意义:意义:系统吸收的热量全部用来对外作功。系统吸收的热量全部用来对外作功。功:功:第19页,共64页,编辑于2022年,星期二等等温过程过程第20页,共64页,编辑于2022年,星期二4.绝热过程绝热过程(1)特征特征参量关系(泊松方程)参量关系(泊松方程)(2)热一律表式热一律表式绝热第21页,共64页,编辑于2022年,星期二意义:意义:当气体绝热膨胀对外作功时,气体内能当气体绝热膨胀对外作功时,气体内能 减少。减少。功:功:内能改变:内能改变:绝热膨胀靠的是绝热膨胀靠的是内能减少。内能减少。
12、(温度降低)(温度降低)(2)(1)第22页,共64页,编辑于2022年,星期二等温线等温线斜斜 率率绝热线绝热线斜斜 率率(4)绝热线绝热线与与等温线等温线的比较的比较第26页,共64页,编辑于2022年,星期二结论结论:绝热线比等温线绝热线比等温线陡峭陡峭同一点同一点 斜率之比斜率之比绝热等温第27页,共64页,编辑于2022年,星期二过程过程 特征特征 参量关系参量关系 Q A E等容等容等压等压等温等温绝热绝热V 常量常量 P 常量常量T 常量常量P/T=常量常量V/T=常量常量 PV =常量常量常量常量常量常量常量常量=-TPTVPV11第28页,共64页,编辑于2022年,星期二例
13、例1 1(43464346)试证明试证明 刚性分子理想气体刚性分子理想气体 作等压膨胀时,若从外界吸收的热量为作等压膨胀时,若从外界吸收的热量为 Q,则其气体分子平均动能的增量为,则其气体分子平均动能的增量为 Q/(NA),式中式中 为比热容比。为比热容比。证明证明:理想气体分子理想气体分子平均动能平均动能的的增量增量第29页,共64页,编辑于2022年,星期二对等压过程对等压过程一摩尔刚性分子一摩尔刚性分子理想气体理想气体第30页,共64页,编辑于2022年,星期二例例2 2(46944694)某理想气体在某理想气体在P-VP-V图图上等温线与绝热线相交于上等温线与绝热线相交于A点,如点,如
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第三 热力学 第一 定律 第四 热力学第二定律 PPT 讲稿
限制150内