PPT《第9章热力学》

一、几个基本概念 1.温度处于热平衡的系统所具有的共同的宏观性质 2.热平衡定律(热力学第零定律)实验表明:若 A与C热平衡 B与C热平衡 则 A与B热平衡意义:互为热平衡的物体必然存在一个相同的 特征--- 它们的温度相同

二、理想气体状态方程 M -- 质量? -- mol 质量V -- 理气活动空间 R--普适气体恒量 第零定律 不仅给出了温度的概念 而且指 出了判别温度是否相同的方法 热力学温标T(单位:K 开尔文),摄氏温标与热力学温标的换算关系: 常用形式系统内有 N个分子每个分子质量 m 常用形式 分子数密度 玻耳兹曼常数 理想气体状态方程 热力学系统由大量粒子组成1) 标况 十亿亿亿 2) 高真空 十亿 大量、无规 统计方法 数学基础---概率论 1.理气状态方程 2.不漏气系统各状态的关系 讨论 3. P-V 图 通常还画 P - T、P - VT - V 、T C E 图PVPV图上一个点代表一个平衡态一条线代表一个准静态过程 §3 功 热量 热力学第一定律 保守系系统在其质心参考系中的机械能守恒定律 系统的内能等于系统 的内动能及各质点间的势能的总和 改变热力学状态的两种能量交换形式 热力学过程 系统状态发生变化的过程 外界对系统作功 宏观功2.从外界吸收热量 微观功 结论: 1)改变系统状态(E)的方式有两种 作功传热递 2)作功、传热是相同性质的物理量 均是 过程量 适用一切过程 一切系统 初末态是平衡态 热力学第一定律 对系统做的功 则以表示系统对外界做的功,则 热力学第一定律 每一时刻系统都处于平衡态实际过程的理想化---无限缓慢(准) 无限缓慢 :系统变化的过程时间>

>

驰豫时间例1 气体的准静态压缩 过程时间 ~

1 秒 准静态过程 驰豫时间 <

§4 准静态过程中功和热量的计算 例2 准静态传热 热库 非静态过程 热库 热库 准静态过程 每一微小过程均是平衡过程 实际过程太迅速了 怎么办?1)修正原理论 2)更普遍的理论或经验 本课介绍 气体分子动理论 平衡态下 理想气体的状态量与微观量的关系热力学基础 实验的总结---必定涉及过程 结论是普适的(对象 过程不限) 但 具体的理论计算 必是理气、准静态过程 系统从初态 末态 计算系统对外作的功 系统器壁上小面元 对器壁作用力 在某一时刻 准静态过程中体积功的计算 准静态过程中体积功的计算 1)准静态 与系统种类无关2)示功图 示功图 讨论 3)功是过程量 4)一般元功 为了说明功是过程量 通常在微分号上画一小横,同理 或§5 理想气体的内能和热容

一、 物质的热容量

二、 摩尔热容量

三、 热量的计算 与过程有关

一、 物质的热容量

二、 摩尔热容量 等压摩尔热容 等容摩尔热容 Q可以 >

0 =

0 绝热过程的过程方程 例11.3(27页) 理解记忆30页表11.2

二、 自由膨胀 特点:迅速 来不及与外界交换热量 则Q =

0 ?非静态过程 ?无过程方程 办法:只能靠普遍的定律(热?律) 自由膨胀 绝热(热一定律) 自由膨胀 理气 状态方程 能量守恒 由 因为自由膨胀 所以系统对外不作功 即得自由膨胀 能量守恒 思考:绝热自由膨胀 初态和末态温度相同内能不变,温度复原 理气 1.循环过程系统经历一个热力学过程后 又回到初态 2.能量特点 §8 循环过程(热机循环与制冷循环) 1. 热机循环目的:吸热对外作功1) PV 图正2)热流图 高温热源 低温热源 3)指标-效率 2.制冷循环目的:通过外界作功 从低温热源吸热 1) PV 图逆2)热流图 高温 低温 3)制冷系数 >