热力学小结。zq.ppt

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1、热力学小结一、系统：任意物质气体理想气体二、状态：一般状态平衡态1、气体平衡态有四个最基本的状态量：P、V、T、S3、状态方程：理想气体4、过程：三、理想气体的内能：一般过程准静态过程可逆过程四、准静态过程，系统对外做的功：PV0V1V2V0PV2V1等容等压等温绝热五、准静态过程中的热量：Q=0等容等压等温绝热六、热力学第一定律：七、循环：一般循环准静态过程的循环可逆循环1、准静态过程的循环可在PV图上表示：系统对外作功为正，是热机。0VP正循环系统对外作功为负，是制冷机。0VP逆循环2、循环：等于所围的面积。八、热机与致冷机：Q2Q1Q2Q1W

2、这里：Q1=Q2+W,Q1、Q2、W都取正值。W热机效率：致冷系数：九、卡诺循环：PT1T2VPT1T2V十、热力学第二定律：文字表述：克氏表述：开氏表述：等价。数学表述：（克氏熵公式）（玻氏熵公式）熵增加原理：孤立系统=可逆过程>不可逆过程例：0.1mol的单原子理想气体，经历一准静态过程abc，ab、bc均为直线。1、求Ta、Tb、Tc。2、求气体在ab和bc过程中吸收的热量，气体内能的变化各如何？3、气体在abc过程中最高温度如何？4、气体在abc过程中经历一微小变化时，气体是否总是吸热？P(105Pa)1.510.50V(10-3m3)12

3、3abcP(105Pa)1.510.50V(10-3m3)123abc解题思路1、由求出求Ta、Tb、Tc。2、ab，bc，Tb=TcP(105Pa)1.510.50V(10-3m3)123abc3、bc的直线方程：由Tmax再由求出T。例：一定量的理想气体，从a态出发经过aeb或afb过程到达b态，acb为等温线，则两过程中外界对系统传递的热量是放热还是吸热？PV０gaedbfcPab(T2)c(T3)d(T4)V1V2(T1)VQ1Q2例：如图所示的循环过程，ab和cd为绝热过程，bc和da为等体过程，若（1）已知T1和T2，求循环效率，（2

4、）已知T3和T4，求此循环是否为卡诺循环？Pab(T2)c(T3)d(T4)V1V2(T1)VQ1Q2解：da：吸热Q1，bc：放热Q2ab：cd：不是卡诺循环。例：设有单原子理想气体的循环过程V-T图如图，已知Vc=2Va1、此逆时针循环是否代表制冷机？2、绘出此循环的P-V图，判断各过程的吸放热。3、求出循环效率。VT０abcVcVaVT０abcVcVaPV０abcVaVc解：（1）只有PV图上的逆循环代表致冷机。（2）吸热：放热：练习题：1、热量不能从低温物体传到高温物体，对不对？为什么？2、系统吸收的热量不可能全部用来作功，对不对？为什么

5、？3、系统只要经过一个卡诺循环，则系统本身没有任何变化？对不对？为什么？4、下列各式有什么不同？5、单原子理想气体等压加热，对外作功所耗的能量为吸热的百分之几？6、若为双原子，此百分比变大还是变小？为什么？7、一条等温线能否相交两次？为什么？8、卡诺循环中，两次膨胀的体积不等，则净功多的效率高，对吗？为什么？PaVbfdceT1T2例题：一定量的理想气体经历acb过程时吸热200j。则经历acbda过程时吸热为：（a）-1200j；（b）-1000j；（c）-700j；（d）1000j；PV14140eadbc例题：一定量的理想气体分别由初态a经1

6、过程ab和由初态a’经过程acb到达相同的终态b，如P-T图所示。则两个过程中气体分别从外界吸收的热量Q1与Q2的关系是：（A）Q1〈0，Q1〉Q2；（B）Q1〉0，Q1〉Q2；（C）Q1〈0，Q1〈Q2；（D）Q1〉0，Q1〈Q2；PT12abca’0VPTT00123123例题：判断下列两图1-2-3-1各过程中交换的热量，内能的变化，作功的正负？并画出在p-V图上对应的循环过程曲线。例题.水蒸汽分解为同温度下的氢气与氧气，即也就是1mol的水蒸汽可分解为同温度下的1mol氢气与0.5mol的氧气。当不计振动自由度时，求此过程中内能

7、的变化？例题.2mol单原子分子理想气体经等容过程后，温度从200K升高到500K。试求气体吸收的热量？（*如果过程是准静态过程；*如果过程是非准静态过程）例题：如图体积为30升的圆柱形容器内有一个能上下自由滑动的活塞（活塞的质量和厚度可忽略），容器内盛有1摩尔，温度为127C的单原子分子理想气体。若容器外大气压为1标准大气压，气温为27C，求当容器内气体与周围达到平衡时需向外放热多少？活塞气体1atm结果：Q=-1793J例题.一定量的理想气体作图示abcda循环，ab与cd为等压过程，bc与da为绝热过程。已知b态温度T1，c态温度T2。求：该

8、循环的效率？PVabcdP1P2（T1）（T2）0例题.双原子分子气体1mol作图示曲线1231的循环过程。其中1-2为直