熱學(xué)第四講§121準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程§122 熱力學(xué)第一定律

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1、研究熱現(xiàn)象中物態(tài)變化和能量守恒及轉(zhuǎn)換定律及應(yīng)用的學(xué)科。 §12.1準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程一、準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程：始末平衡態(tài)之間的一系列中間態(tài)，都可近似看成是平衡態(tài)的狀態(tài)，稱為準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。 只有準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程才能在PV圖中表示出來(lái)，而非準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程是無(wú) 法在PV圖中表示出來(lái)。 二、內(nèi)能、功和熱量1、內(nèi)能：表示熱力學(xué)系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，是態(tài)函數(shù)。 ① 理想氣體的內(nèi)能：E=E（T）是溫度的單值函數(shù)，僅與始末位置有關(guān)。 一般氣體的內(nèi)能：e=E（T，V）E=丄RT22、功：系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程是由于體積變化而做的功 ①微功： AW=FA/=PSA/=PAVdW=PdV ②總功： W=工Aw=工PAVW=Jdw=JP

2、dV WA0氣體體積膨脹，系統(tǒng)對(duì)外界做正功；外界對(duì)系統(tǒng)做負(fù)功。 WY0氣體體積收縮，系統(tǒng)對(duì)外界做負(fù)功；外界對(duì)系統(tǒng)做正功 3、熱量：由于外界系統(tǒng)之間存在溫度差而傳遞的能量摩爾熱容：是1mol物質(zhì)在微小升溫dT過(guò)程中所吸收的熱量。 (dQ) mdT §12.2熱力學(xué)第一定律 、熱力學(xué)第一定律：系統(tǒng)從外界吸收的熱量，一部分用來(lái)改變系統(tǒng)的內(nèi)能；另一部分用來(lái)對(duì)外做功。是能量守恒定律在熱學(xué)中的具體表現(xiàn)。 l、 表達(dá)式： Q=AE+W=（E-E）+W 2l 2、 微分式： dQ=dE+dW微小的變化過(guò)程 3、 積分式： V Q=JdQ=JdE+JPdVnQ=E-E+JPd

3、V 2l 0E1V1V14、第一類永動(dòng)機(jī)是不可能造成的！是違背熱力學(xué)第一定律的。第一類永動(dòng)機(jī)是指少耗能多做功；甚至是不消耗能量而做功。熱力學(xué)第一定律告訴我們對(duì)外做功是以消耗熱能為代價(jià)的，不消耗能量就可以也要不斷的對(duì)外做功的機(jī)器是不可能制造出來(lái)的。二、熱力學(xué)第一定律對(duì)理想氣體平衡過(guò)程的應(yīng)用1、等體過(guò)程：v=C一熱-■-JdQ=E-E系統(tǒng)所吸收的熱量全部用21 來(lái)增加系統(tǒng)的內(nèi)能。 等體摩爾熱容C：1mol理想氣體在等體過(guò)程中，所吸收的熱v，m量在dq，而使溫度升高dT,則等體摩爾熱容為： vdQdEC=v=ndE=CdTv，mdTdTv，m熱量：丫dQ=TdE=JCdTnQ=C（T-T）

4、lmol理想氣體vC，mvv，m210ElTl內(nèi)能：△E=E-E=Q=C（T-T）2lvv，m2l AE=E—E=iR（T—T）C=iR 21221V，m2 ④功： W二0 2、等壓過(guò)程p=C=Q=E—E+fPdV=△E+P（V-V）2121 V1 ①等壓摩爾熱容C：1mol理想氣體在等壓過(guò)程中，所吸收的熱P，m量在dQ，而使溫度升高dT,則等體摩爾熱容為: P dQ dE+PdV dEPdV C 二P二 =+=C+R PV =RTnPdV=RdT P，m dT dT dTdTV，m i+2

5、 PdV C 二 R= P，m 2 dT 熱量丁dQ=YdE+J"PdV=fCdTnQ=C（T-T）此PP，mPP，m21 0E1V1T1式為1mol理想氣體內(nèi)能：△E二E—E二Q二C（T—T）21VV，m21功：W=Q—AE=R（T—T）⑤摩爾熱容比： 21C+R P， V，mV，m 3、等溫過(guò)程①熱量： PdVRTdV=RTln V1 V1 ②內(nèi)能： AE③功： =RTRTInf 4、絕熱過(guò)程Q二0nW=-△E=-C（T-T）sV，m21熱量：Q=o內(nèi)能：△E二C（T-T）V，m21功：W=-AE絕熱的過(guò)程方程：

6、PV丫二0VY-1T=0PY-1T-Y=0 P172表12.3理想氣體熱力學(xué)過(guò)程的主要公式三、應(yīng)用舉例P17212-1；12-2小結(jié)：熱力學(xué)第一定律作業(yè)：P20312-2；12-5；12-6預(yù)習(xí)：§12.3循環(huán)過(guò)程和卡諾循環(huán)；§12.4熱力學(xué)第二定律 12-21mol單原子理想氣體i=3A7人3AE=RAT=x8.31x(350-300)=623.25(J)22 (1)等容Q=AE=623.25(J),W=0vv i+25(2)等壓Q=CAT=-——RAT=-x8.31x50 p p 2 2 = 1039(J) W Q— AE= 1039 —623.25a415.8(J) pp m m 12-5W=—AE=— C(T— T)= C (T—T) sM v,m 0 M v,m0 ..2??i=r-1 Ci+2fi+2r=-pr^=i/2=C2：2v,mpV—pV 0―0— r—1 1mm W=(RT—RT)= sr-1M0M 12-6mmT由pv=RTnp=R(—)MMV,由圖知—為恒量, V 故a—b為一等壓過(guò) 程.P= RT02V 2v0(2V—V)RT0v0