热力学基础ppt课件.ppt

《热力学基础ppt课件.ppt》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、§7-1内能功和热量准静态过程§7-2热力学第一定律§7-3气体的摩尔热容量§7-4绝热过程§7-5循环过程卡诺循环§7-6热力学第二定律§7-7第二定律统计意义玻尔兹曼熵§7-8卡诺定理克劳修斯熵第7章热力学基础1以观察和实验为依据，从能量的观点来说明热、功等基本概念，以及他们之间相互转换的关系和条件。2.掌握自然界的基本规律热力学第一定律：能量守恒热力学第二定律：自然过程的方向1.热能是重要的能源4.建立一些重要的概念例如熵3.学习唯象的研究方法（以实验为基础的逻辑推理的研究方法）2§7.1内能功和热

2、量准静态过程一、内能♦分子动理论:微观上:内能是指分子的热运动动能和分子势能之总和内能是状态量:E=E(T,V)理想气体内能:♦热力学的研究方法是独立于统计物理的。宏观上:内能是从绝热过程来定义的。3二、准静态过程当热力学系统在外界影响下，从一个状态到另一个状态的变化过程，称为热力学过程，简称过程。始平衡态一系列非平衡态末平衡态准静态过程：系统从一平衡态到另一平衡态，如果过程中所有中间态都可以近似地看作平衡态的过程。1.准静态过程是理想化过程平衡即不变过程是变化这是一对矛盾？非平衡态←快←无限缓慢接近平衡态4矛盾统一于“

3、无限缓慢”如何判断“无限缓慢”？平衡态破坏新的平衡态弛豫时间:系统从一个平衡态变到相邻平衡态所经过的时间t过程>>：该过程就可视为准静态过程所以无限缓慢只是个相对的概念。非静态过程：系统从一平衡态到另一平衡态，过程中所有中间态为非平衡态的过程。热力学过程准静态过程非静态过程52.准静态过程可用过程曲线来表示p－V图p0Vp－V图上，一点代表一个平衡态等温线等压线等容线一条连续曲线代表一个准静态过程。6三、准静态过程的功与热量作功与传热，都能使系统的热力学状态(如内能)发生改变。1.体积功SpdldA=Fdl=pS

4、dl=pdV系统对外界作正功dA>0系统对外界作负功dA<0功是过程量dVp1pp2aV1V2V0bI7E1AE2作功改变系统热力学状态的微观实质：分子规则运动的能量碰撞分子无规则运动的能量功是系统与外界交换的能量的量度2.热量由于温度差而传递的能量。也是过程量。传热的微观本质是分子无规则运动的能量碰撞高温→低温分子无规则运动的能量8热量也是能量变化的量度E1QE2准静态过程中热量的计算热容法利用热力学第一定律作功是系统热能与外界其它形式能量转换的量度。热量也是系统与外界热能转换的量度。总之，使系统的状态改变，传热和作功

5、是等效的。9§7.2热力学第一定律一、热力学第一定律状态IE1实验结果：对于任一过程Q＝ΔE+A热力学第一定律符号规定:系统吸热Q>0系统内能增加E>0系统对外界作功A>0对于任一元过程状态IIE2AQ10热力学第一定律是反映热现象中能量转化与守恒的定律。另一种表述：第一类永动机是不可能制成的。Q=0E=0A>0既要“马儿跑”(A>0)，又要“马儿不吃草”(Q=0)，还要“马儿不掉膘”(E=0)，这是不可能的。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)。对准静态过程，可以分别表

6、示为：dQ＝dE+pdV11二、理想气体的等值过程1.等体过程pVV10p1p2III∵dV=0，dA=pdV=02.等压过程pVV10p1V2III123.等温过程pVV10p1V2IIIp2∵dT=0，dE=013例：有vmol的理想气体，经历如图所示的准静态过程.图中p0、V0是已知量，ab是直线，求：(1)气体在该过程中对外界所作的功和所吸收的热量Vpa(3p0,V0)b(p0,3V0)O解：由图知paVa=pbVb,Ta=Tb,内能增量Eab=0气体对外作功为由热力学第一定律．知吸收的热量Q=E+A=4p0

7、V014(2)在该过程中温度最高值是什么?最低值是什么?并在p—V图上指出其位置。Vpa(3p0,V0)b(p0,3V0)O解：从图可知ab直线的过程方程为∴15得V=2V0所以p=2p0,V=2V0处的温度最高为Vpa(3p0,V0)b(p0,3V0)O该直线上温度最低值一定在端点a或b。故两端温度相同，都是最小值。最低温度16§7.3气体的摩尔热容量一、热容量与摩尔热容量热容量(C)：系统在某一无限小过程中吸收热量dQ与温度变化dT的比值称为系统在该过程的热容量．单位是J·K-1热容量与比热的关系为C=Mc比摩尔热容

8、量(Cm)：一摩尔物质的热容量叫摩尔热容量，单位为J·mol-1·K-1．17二、理想气体的摩尔热容量1.定体摩尔热容量定体过程单原子理想气体双原子理想气体多原子理想气体18理想气体的内能:∴理想气体的任一T1→T2过程,若CV近似为常数,则有注意：对于理想气体,公式可适用于任一过程。192.定压摩尔热容量定压过程(