大学物理下热学 ppt课件.ppt

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1、§8.7热力学过程过程：热力学系统的状态随时间变化，就称为系统经历了一个热力学过程。准静态过程：过程进行中的每一时刻，系统都处于平衡态。这是一种理想过程。（平衡过程）气体活塞砂子12一、功（过程量）功是能量传递和转换的量度，它引起系统热运动状态的变化.准静态过程功的计算注意：作功与过程有关.宏观运动能量热运动能量§8.8功热量上式的值与V1、V2以及过程中系统的压强与体积的关系P=P(V)有关。即功是一个过程量，与积分路径有关。二热量（过程量）通过传热方式传递能量的量度，系统和外界之间存在温差而发生的能量传递.1）

2、过程量：与过程有关；2）等效性：改变系统热运动状态作用相同；宏观运动分子热运动功分子热运动分子热运动热量3）功与热量的物理本质不同.1卡=4.18J，1J=0.24卡功与热量的异同作机械功改变系统状态的焦耳实验AV作电功改变系统状态的实验三、内能实验证明系统从A状态变化到B状态，可以采用做功和传热的方法，不管经过什么过程，只要始末状态确定，做功和传热之和保持不变.2AB1**2AB1**系统内能的增量只与系统起始和终了状态有关，与系统所经历的过程无关.理想气体内能:表征系统状态的单值函数,理想气体的内能仅是温度的函

3、数.2AB1**2AB1**§8.9热力学第一定律及其应用系统从外界吸收的热量,一部分使系统的内能增加,另一部分使系统对外界做功.准静态过程12**一、热力学第一定律1）能量转换和守恒定律.第一类永动机是不可能制成的.2）实验经验总结，自然界的普遍规律.+系统吸热系统放热内能增加内能减少系统对外界做功外界对系统做功第一定律的符号规定物理意义2、对于准静态过程，热力学第一定律可表示为：说明：1、对于微小过程3、对于理想气体的准静态过程，热力学第一定律可表示为：计算各等值过程的热量、功和内能的理论基础（1）（理想气体的

4、共性）（2）解决过程中能量转换的问题（3）（理想气体的状态函数）（4）各等值过程的特性.例1、一定量的理想气体，由状态I（P1V1）沿如图过程变化至状态II（P2V2）。试比较各过程（1）功大小；（2）热量大小；（3）内能改变大小。PVOIII①③②例2、一定量的理想气体经如图所示过程。已知：试求：PVOAB12二、热力学第一定律的应用（一）等容过程气缸活塞固定不动,内装定量气体。温度升高时,压强增大!!!!装置：现象：速率v→0热库T1T1＋dT...T2V=c4.内能增量：等容过程：系统吸收的热量完全转化为

5、系统的内能。3.P-V图（二）等压过程装置：气缸吸热膨胀，让活塞上所加的力保持不变。现象：温度升高时,体积增大。速率v→0热库T1T1＋dT...T2P=c4.内能增量：123.P-V图（三）热容热容表示系统温度变化与系统吸收的热量之间的关系。用可表示如下：当系统的物质的量为1mol时，其热容称为摩尔热容（J/mol.K）；当系统的质量为1kg时，其热容称为比热容（J/kg.K）由于热量是一个过程量，因此对应不同的过程有不同的热容。最常用的有：等容热容和等压热容。1、1mol物质，在没有化学反应和相变的条件下，等容

6、过程中的热容称为等容摩尔热容。即：理想气体的等容摩尔热容与温度无关，只与分子的自由度有关。对于理想气体的准静态过程:2、1mol物质，在没有化学反应和相变的条件下，等压过程中的热容称为等压摩尔热容。对于理想气体的准静态过程理想气体的等压摩尔热容也与温度无关，只与分子的自由度有关。3、等压摩尔热容与等容摩尔热容之比称为摩尔热容比，即：理想气体的内能增量（不论任何过程）理想气体的等容过程所吸收的热量理想气体的等压过程所吸收的热量（四）等温过程理想气体实验气缸与恒温大热库相接触。气体体积增大。速率v→0装置：现象：T=c

7、恒温大热库T4.内能增量：3.P-V图12例3.质量为2.8×10-3kg的氮气，压强1atm，温度270C，先在体积不变的情况下，使其压强增至3atm，再经过等温膨胀使其压强降至1atm，然后在等压（1atm）下将其体积压缩一半。求：在全部过程中内能的变化、所作的功和吸收的热量；并将气体的变化过程在P-V图中画出。解：过程曲线如图。1234PVV1V4V3P1P2利用过程方程1、12为等容过程2、23为等温过程利用过程方程1234PVV1V4V3P1P23、34为等压过程利用过程方程1234PVV1V4V3P1P

8、2整个过程的内能的增量、功、热量：例4、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，使其末态压强刚好等于初态压强，整个过程传给气体的热量为8×104J.试画出该过程的PV图，并求该气体的比热比解：过程图如下：ACBPVV05V0例5、已知1mol多原子分子理想气体经如图过程，求：该过程的摩尔热容。PVAD2P1P1V1/