大学物理第9章热力学基础(热一)

大学物理第9章热力学基础(热一)

ID:36791048

大小:1.35 MB

页数:42页

时间:2019-05-10

大学物理第9章热力学基础(热一)_第1页
大学物理第9章热力学基础(热一)_第2页
大学物理第9章热力学基础(热一)_第3页
大学物理第9章热力学基础(热一)_第4页
大学物理第9章热力学基础(热一)_第5页
资源描述:

《大学物理第9章热力学基础(热一)》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库

1、第9章热力学基础本章将就热力学基础展开讨论,着重介绍热力学第一、第二定律及其应用,并从统计的角度对热力学第二定律进行讨论。应该注意的是,热力学的出发点及研究方法与气体动理论不同,它不涉及物质的微观结构,只从普遍成立的基本实验定律出发,特别是用能量守恒的实验定律,分析热力学系统状态变化时有关热功转换的关系和条件。1.准静态过程原平衡态一系列非平衡态新平衡态←缓慢接近平衡态←快非平衡态9.1.1内能、功和热量每一时刻系统都无限接近于平衡态的过程。由一系列依次接替的平衡态组成。对“无限缓慢”的实际过程的近似描述。9.1热力学第一定律2.内能(:摩尔数;i:自由度;单3、双5、多6。)内能是状态量

2、3.功机械功电源R电功水水有规则动能分子无规则热运动动能做功的微观本质:内能改变与过程无关s若A>0系统对外界做功若A<0外界对系统做功(1)准静态过程气体体积功的计算:(2)准静态过程功的图示这是体积功的几何意义。例如:摩尔理想气体从状态1状态2,求气体对外所做的功是多少?功是过程量A=p1(V2-V1)A=p2(V2-V1)等温线4.热量传热也可以改变系统的热力学状态。传热的微观本质是:分子无规则运动的能量从高温物体向低温物体传递。热量也是过程量。dQ系统外界热量是由于温度差而传递的能量。功和热量之间存在着确定的当量关系——热功当量,为1cal=4.18J。传热也可改变系统

3、的状态传热条件:系统和外界温度不同,且不绝热。5.热容热量是过程量,热容与过程有关。①定压摩尔热容(压强不变)②定体摩尔热容(体积不变)在热量传递的的某个微过程中,热力学系统吸收热量dQ,温度升高dT,则系统在该过程中的热容定义为:C′=dQ/dT。单位:J/K单位质量的热容称为比热,记作c=C′/M单位摩尔的热容称为摩尔热容,记作C=C′/ν单位:J/kg·K单位:J/mol·K实验结果:对于任一过程另一叙述:第一类永动机是不可能制成的。对于任微小过程热力学第一定律适用于任何系统(气液固……)的任何过程(非准静态过程也适用)。符号规定:Q>0系统吸热E>0系统内能增加A>0系统对外界

4、做功热力学第一定律是反映热现象中能量转化与守恒的定律。9.1.2热力学第一定律例:一系统由图所示状态a沿acb到达状态b,系统对外做功为126J,吸热为336J。(1)若在adb过程中系统作功为42J,问此过程中系统是吸热还是放热?热量是多少?(2)若系统从b态出发,沿ba曲线返回a态时,外界对系统作功为84J。问此过程中系统是吸热还是放热?热量是多少?例:一绝热容器被中间的隔板分成相等的两半,一半装有氦气,温度250K;另一半装有氧气,温度310K;二者压强相等。求去掉隔板两种气体混合后的温度。解:绝热容器Q=0且气体对外不做功A=0,∴内能不变ΔE=0:特征:V=常量(dV=0)9.2几

5、个典型的热力学过程9.2.1等体过程1mol物质,对体积不变的过程,温度升高1K所吸收的热量。定体摩尔热容比较,得:等体过程中对一微小过程:注意:对于理想气体,公式E=CVT不仅适用于等体过程,而且适用于其他任意过程。所以:由热力学第一定律:特征:p=常量9.2.2等压过程为何(迈耶公式)思考:1mol物质,对压强不变的过程,温度升高1K所吸收的热量。定压摩尔热容比较,得:(也称为比热比、泊松比)所以:对单原子分子,i=3,=1.67对刚性双原子分子,i=5,=1.40对刚性多原子分子,i=6,=1.33的理论值:实验测量的热容量和理论值是有一定误差的。热容比:特征:T=常量(dT

6、=0)9.2.3等温过程等温过程摩尔热容为∞。例题:设质量一定的单原子理想气体开始时压力为3atm,体积为1L,先等压膨胀至体积为2L,其次等温膨胀至体积为3L,最后等体冷却到压力为1atm。求气体在全过程中内能的变化、所做的功和吸收的热量。例题:3mol温度为273K的理想气体,先经等温过程,体积膨胀到原来的5倍,然后等容加热,使其末态的压强刚好等于初始压强,整个过程传给气体的热量为8×104J,试画出此过程的p-V图,并求这种气体的热容比γ值。解:是双原子气体系统与外界绝热。无热量交换。绝热材料绝热过程摩尔热容为0。1.特征:dQ=02.绝热过程中的能量关系根据热力学第一定律:绝热过程靠

7、减少系统的内能来对外做功。3.准静态绝热过程先考虑一绝热的元过程,写出热一律:dA=-CVdT①任意过程dQ=0,dA=-dE,再对理想气体状态方程取微分:pdV+Vdp=RdT②准静态过程9.2.4绝热过程(1)过程方程(泊松方程)将①式的dT代入②式,并dA=pdV有对上式积分得将其与理想气体状态方程结合,可得另两个方程。(2)准静态绝热过程功的计算能量转换关系:Q=0E=CVTA=-ΔE=

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。