8-4-绝热过程资料.ppt

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1、8 84 4 绝热过程绝热过程第第8 8章章 热力学基础热力学基础1一一 绝热过程绝热过程在系统不与外界交换热量的在系统不与外界交换热量的条件下，系统的状态变化过条件下，系统的状态变化过程叫做程叫做绝热过程绝热过程.特征特征气体对外做功气体对外做功:8 84 4 绝热过程绝热过程第第8 8章章 热力学基础热力学基础2绝绝 热热 方方 程程恒量恒量恒量恒量恒量恒量8 84 4 绝热过程绝热过程第第8 8章章 热力学基础热力学基础3A绝绝 热热 膨膨 胀胀A绝绝 热热 压压 缩缩 A A8 84 4 绝热过程绝热过程第第8 8章章 热力学基础热力学基础4绝热绝热过程曲线的斜率过程曲线的斜率等温等温

2、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.ABC常量常量A A处斜率为处斜率为A A处斜率为处斜率为8 84 4 绝热过程绝热过程第第8 8章章 热力学基础热力学基础5结论：结论：PV图上绝图上绝热线比等温线陡。热线比等温线陡。问题：如何从物理上解释上问题：如何从物理上解释上述现象？述现象？当气体压缩同样的体积当气体压缩同样的体积V，在等温过程中，因为温度不变，在等温过程中，因为温度不变，压强增大仅因为体积的减少。而绝热压缩过程中外界对系压强增大仅因为体积的减少。而绝热压缩过程中外界对系统做功，使内能增大，温度升高，所以压强的增大不仅因统做功，使内能

3、增大，温度升高，所以压强的增大不仅因为体积减少，还由于温度的升高，压强的增大要多一些。为体积减少，还由于温度的升高，压强的增大要多一些。ABC常量常量8 84 4 绝热过程绝热过程第第8 8章章 热力学基础热力学基础6例例7.17.11 1mol单原子理想气体，由状态单原子理想气体，由状态 ，先等体加热至压强增大先等体加热至压强增大1 1倍，再等压加热至体积增大倍，再等压加热至体积增大1 1倍，最后再经绝热膨胀，使其温度降至初始温度，倍，最后再经绝热膨胀，使其温度降至初始温度，如图所示如图所示.试求：试求：解解(1)(1)(1)(1)状态状态d d的体积的体积 ；(2)(2)整个过程对外做的功

4、；整个过程对外做的功；(3)(3)整个过程吸收的热量整个过程吸收的热量.8 84 4 绝热过程绝热过程第第8 8章章 热力学基础热力学基础7(2)(2)先求各分过程的功先求各分过程的功由绝热方程由绝热方程 整个过程对外做的总功为整个过程对外做的总功为8 84 4 绝热过程绝热过程第第8 8章章 热力学基础热力学基础8(3)(3)计算整个过程吸收的总热量有两种方法计算整个过程吸收的总热量有两种方法方法一：方法一：根据整个过程吸收的总热量等于各分过程根据整个过程吸收的总热量等于各分过程吸收热量的和吸收热量的和.先求各分过程热量为先求各分过程热量为8 84 4 绝热过程绝热过程第第8 8章章 热力学

5、基础热力学基础9方法二：方法二：对对abcdabcd整个过程应用热力学第一定律：整个过程应用热力学第一定律：8 84 4 绝热过程绝热过程第第8 8章章 热力学基础热力学基础10 补充例题补充例题1：压强为压强为1.0105Pa，体积为，体积为0.0082m3的氮气，的氮气，从初始温度从初始温度300K加热到加热到400K，如加热时（，如加热时（1）体积不变）体积不变（2）压强不变，问各需热量多少？哪一个过程所需热量大）压强不变，问各需热量多少？哪一个过程所需热量大？为什么？为什么？解答：（解答：（1 1）（2 2）1 如图所示，一定量理想气体从体积如图所示，一定量理想气体从体积V1，膨胀到体

6、，膨胀到体积积V2分别经历的过程是：分别经历的过程是：AB等压过程，等压过程，AC等等温过程；温过程；AD绝热过程，其中吸热量最多的过程绝热过程，其中吸热量最多的过程 (A)是AB.(B)是AC.(C)是AD.(D)既是AB也是AC,两过程吸热一样多 8 84 4 绝热过程绝热过程第第8 8章章 热力学基础热力学基础122 质量一定的理想气体，从相同状态出发，分别经质量一定的理想气体，从相同状态出发，分别经历等温过程、等压过程和绝热过程，使其体积增加历等温过程、等压过程和绝热过程，使其体积增加一倍那么气体温度的改变一倍那么气体温度的改变(绝对值绝对值)在在 (A)绝热过程中最大，等压过程中最小

7、绝热过程中最大，等压过程中最小 (B)绝热过程中最大，等温过程中最小绝热过程中最大，等温过程中最小 (C)等压过程中最大，绝热过程中最小等压过程中最大，绝热过程中最小 (D)等压过程中最大，等温过程中最小等压过程中最大，等温过程中最小 3.对于理想气体系统来说，在下列过程中，哪个过对于理想气体系统来说，在下列过程中，哪个过程系统所吸收的热量、内能的增量和对外作的功程系统所吸收的热量、内能的增量和对外作的功三者均为负值三者均为负值 (A)等体降压过程等体降压过程 (B)等温膨胀过程等温膨胀过程(C)绝热膨胀过程绝热膨胀过程 (D)等压压缩过程等压压缩过程 8 84 4 绝热过程绝热过程第第8 8

8、章章 热力学基础热力学基础134 4 一物质系统从外界吸收一定的热量，则一物质系统从外界吸收一定的热量，则 (A)(A)系统的内能一定增加系统的内能一定增加 (B)(B)系统的内能一定减少系统的内能一定减少 (C)(C)系统的内能一定保持不变系统的内能一定保持不变 (D)(D)系统的内能可能增加，也可能减少或保持不变系统的内能可能增加，也可能减少或保持不变 5 5 一物质系统从外界吸收一定的热量，则一物质系统从外界吸收一定的热量，则 (A)(A)系统的温度一定升高系统的温度一定升高 (B)(B)系统的温度一定降低系统的温度一定降低 (C)(C)系统的温度一定保持不变系统的温度一定保持不变 (D

9、)(D)系统的温度可能升高，也可能降低或保持不系统的温度可能升高，也可能降低或保持不变变 8 84 4 绝热过程绝热过程第第8 8章章 热力学基础热力学基础146 6 氦气、氮气、水蒸汽氦气、氮气、水蒸汽(均视为刚性分子理想气体均视为刚性分子理想气体)，它们的摩尔数相同，初始状态相同，若使它们在体积它们的摩尔数相同，初始状态相同，若使它们在体积不变情况下吸收相等的热量，则不变情况下吸收相等的热量，则 (A)(A)它们的温度升高相同，压强增加相同它们的温度升高相同，压强增加相同 (B)(B)它们的温度升高相同，压强增加不相同它们的温度升高相同，压强增加不相同 (C)(C)它们的温度升高不相同，压

10、强增加不相同它们的温度升高不相同，压强增加不相同 (D)(D)它们的温度升高不相同，压强增加相同它们的温度升高不相同，压强增加相同 8 84 4 绝热过程绝热过程第第8 8章章 热力学基础热力学基础151.1mol1.1mol单单原子分子理想气体在定原子分子理想气体在定压压下温度增加下温度增加时时，内能的增量，内能的增量 判断题判断题答案：答案：错错，应应改改为为 2.2.摩尔数相同的三种气体：摩尔数相同的三种气体：HeHe、N N2 2、COCO2 2(均视为均视为刚性分子的理想气体刚性分子的理想气体)，它们从相同的初态出发，它们从相同的初态出发，都经历等体吸热过程，若吸取相同的热量，则三都

11、经历等体吸热过程，若吸取相同的热量，则三者的温度升高相同者的温度升高相同.答案：答案：错错，它，它们们的温度升高依次是的温度升高依次是：8 84 4 绝热过程绝热过程第第8 8章章 热力学基础热力学基础163.3.摩尔数相同的氦气和氮气摩尔数相同的氦气和氮气(视为理想气体视为理想气体)，从相，从相同的初状态同的初状态(即即p p、V V、T T相同相同)开始作等压膨胀到同一开始作等压膨胀到同一末状态则从外界吸收的热量相同末状态则从外界吸收的热量相同.答案：答案：错错（等（等压过压过程程Q QP P=C=CP PTT，而，而与自由度有关，又由与自由度有关，又由题设题设TT相同，相同，故自由度大的

12、气故自由度大的气体，即氮气吸体，即氮气吸热较热较多）多）8 84 4 绝热过程绝热过程第第8 8章章 热力学基础热力学基础174.理想气体经等压压缩时，内能增加，同时吸热理想气体经等压压缩时，内能增加，同时吸热这样的过程可能发生。这样的过程可能发生。答案：不可能（因为答案：不可能（因为 dp=0，dA=pdV=(M/Mmol)RdT 0，dE=(M/Mmol)CVdT0，即内能减少而不可能增加，即内能减少而不可能增加，且且 dQ=dE+dA，即气体放热而不可能吸热），即气体放热而不可能吸热）8 84 4 绝热过程绝热过程第第8 8章章 热力学基础热力学基础181.处于平衡态处于平衡态A的一定量

13、的理想气体，若经准静态的一定量的理想气体，若经准静态等体过程变到平衡态等体过程变到平衡态B，将从外界吸收热量，将从外界吸收热量416 J，若经准静态等压过程变到与平衡态若经准静态等压过程变到与平衡态B有相同温度的有相同温度的平衡态平衡态C，将从外界吸收热量，将从外界吸收热量582 J，所以，从平衡，所以，从平衡态态A变到平衡态变到平衡态C的准静态等压过程中气体对外界所的准静态等压过程中气体对外界所作的功为作的功为_.166J166J2.一定量的理想气体，从一定量的理想气体，从pV图上状态图上状态A出发，分别出发，分别经历等压、等温、绝热三种过程由体积经历等压、等温、绝热三种过程由体积V1膨胀到

14、体膨胀到体积积V2，在上述三种过程中：气体对外作功最大的是，在上述三种过程中：气体对外作功最大的是_过程；气体吸热最多的过程；气体吸热最多的_过程过程 等压等压等压等压填空题填空题8 84 4 绝热过程绝热过程第第8 8章章 热力学基础热力学基础193.3.一定量理想气体，从同一状一定量理想气体，从同一状态态开始把其体开始把其体积积由由压缩压缩到到其中：其中：_过过程气体内能减小最多程气体内能减小最多 ，分别经历以下三种过程：，分别经历以下三种过程：(1)(1)等压过程；等压过程；(2)(2)等温过程；等温过程；(3)(3)绝热过程绝热过程等压等压 _过程气体放热最多过程气体放热最多.等压等压 8 84 4 绝热过程绝热过程第第8 8章章 热力学基础热力学基础208 84 4 绝热过程绝热过程第第8 8章章 热力学基础热力学基础21 1mol单原子理想气体从单原子理想气体从300K加热到加热到350K，（1）容积保持不变；）容积保持不变；（2）压强保持不变；）压强保持不变；问在这两个过程中各吸收了多少热量？增加了多少内问在这两个过程中各吸收了多少热量？增加了多少内能？对外做了多少功？能？对外做了多少功？解答：（解答：（1 1）8 84 4 绝热过程绝热过程第第8 8章章 热力学基础热力学基础22（2 2）