理想气体的绝热过程.ppt

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1、一、绝热过程系统不与外界交换热量的过程。绝热过程中系统对外做功全部是以系统内能减少为代价的。绝热方程气体绝热自由膨胀气体真空Q=0，W=0，△E=04-5理想气体的绝热过程绝热线与等温线比较膨胀相同的体积绝热比等温压强下降得快绝热线等温线等温线绝热线绝热线比等温线更陡。物理意义(原因)：对于相同体积变化，等温膨胀过程中系统的压强P的下降完全由系统密度的减小引起；对于绝热膨胀过程，系统压强的下降由密度的减小和温度的降低共同产生。因此绝热过程中压强的变化快于等温过程。膨胀相同的体积绝热比等温压强下降得快。为什么？

2、二、绝热方程的推导（了解）联立消去dT例:1mol单原子理想气体,由状态a(p1,V1)先等压加热至体积增大一倍，再等容加热至压力增大一倍，最后再经绝热膨胀，使其温度降至初始温度。如图，试求：（1）状态d的体积Vd；（2）整个过程对外所作的功;（3）整个过程吸收的热量。解：（1）根据题意又根据物态方程oVp2p1p1V12V1abcd再根据绝热方程（2）先求各分过程的功oVp2p1p1V12V1abcd（3）计算整个过程吸收的总热量有两种方法方法一：根据整个过程吸收的总热量等于各分过程吸收热量的和。oVp2p

3、1p1V12V1abcd方法二：对abcd整个过程应用热力学第一定律：oVp2P1P1V12V1abcd例:某理想气体的p-V关系如图所示，由初态a经准静态过程直线ab变到终态b。已知该理想气体的定体摩尔热容量CV=3R，求该理想气体在ab过程中的摩尔热容量。解：ab过程方程为设该过程的摩尔热容量为CmoVpab练习1.一定量的理想气体从体积V1膨胀到体积V2分别经历的过程是：AB等压过程；AC等温过程；AD绝热过程,其中吸热最多的过程。（A）是AB；（B）是AC;（C）是AD；（D）既是AB也是AC,两过

4、程吸热一样多。练习2.一定量的理想气体，经历某过程后，它的温度升高了．则根据热力学定律可以断定：（1）该理想气体系统在此过程中吸了热．（2）在此过程中外界对该理想气体系统作了正功．（3）该理想气体系统的内能增加了．（4）在此过程中理想气体系统既从外界吸了热，又对外作了正功．以上正确的断言是：(A)(1)、(3).　　　(B)(2)、(3).(C)(3).　　　　　　(D)(3)、(4).(E)(4).练习3.温度为25C、压强为1atm的1mol刚性双原子分子理想气体，经等温过程体积膨胀至原来的3倍．(1)

5、计算这个过程中气体对外的功.(2)假设气体经绝热过程体积膨胀至原来的3倍,那么气体对外做的功又是多少?解：（1）等温过程气体对外作功为（2）绝热过程气体对外作功练习4.一定质量的理想气体,由状态a经b到达c,（如图,abc为一直线）求此过程中。（1）气体对外做的功；（2）气体内能的增加；（3）气体吸收的热量；(1atm=1.013×105Pa).一、循环过程1.循环过程系统由某一状态出发，经过任意一系列的状态，最后又回到原来状态的过程。ΔE=0。2.准静态循环过程只有准静态过程在P-V图上有对应的过程曲线。准

6、静态循环过程对应于P-V图上一封闭的曲线。3.正循环与逆循环正循环—在P-V图上按顺时针方向进行的循环。逆循环—在P-V图上按逆时针方向进行的循环。4-6循环过程对如图示的正循环，由1→2的膨胀过程中系统对外作正功4.正循环过程的功能转换由2→1的压缩过程中系统对外作负功正循环过程中，系统对外作的总功（净功）为：正循环可见，正循环过程中系统对外作正功。由1→2的膨胀过程中系统从高温热源（外界）吸热Q1。由2→1的压缩过程中系统向低温热源（外界）放热Q2。正循环过程中，系统从外界吸收的总热量（净热）为：Q1-Q

7、2。正循环由热力学第一定律，由此可见，在正循环过程中，系统从高温热源吸收的热量部分用于对外作功，部分在低温热源处放出。5.逆循环过程的功能转换系统对外作的净功A=-A1+A2<0即外界对系统作功。系统从外界吸收的净热Q=-Q1+Q2<0即系统向外（高温热源）放热。由热力学第一定律Q=A<0，Q1=Q2-A逆循环由此可见，在逆循环过程中，外界对系统作功，把热量由低温热源传递到高温热源。二、热机效率、致冷系数1.热机工作物质作正循环的机器。或者说是把热能转换成机械能的装置。如蒸汽机、汽车发动机等。2.致冷机工作物

8、质作逆循环的机器。通过外界对系统作功将系统由低温源吸收的热量传递到高温源，从而使低温源温度降低。如电冰箱、空调等。3.热机效率热机把吸收来的热量转换为有用功的能力。4.致冷系数外界做一定的功时，从低温热源吸取热量的能力。例1mol氧气作如图所示的循环.求循环效率.解:QpVpV000等温abc02VQQcaabbc例：奥托（Otto）机是德国物理学家奥托发明的一种热机，以其原理制造的发动机现仍在使用