《05準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程內(nèi)能熱量和功》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《05準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程內(nèi)能熱量和功（9頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程 內(nèi)內(nèi)能、功和熱量能、功和熱量1熱力學(xué)系統(tǒng)：熱力學(xué)系統(tǒng)：熱力學(xué)研究的對(duì)象。熱力學(xué)研究的對(duì)象。這一節(jié)只研究理想氣體系統(tǒng)。這一節(jié)只研究理想氣體系統(tǒng)。當(dāng)當(dāng)熱熱力力學(xué)學(xué)系系統(tǒng)統(tǒng)的的狀狀態(tài)態(tài)隨隨時(shí)時(shí)間間變變化化時(shí)時(shí)，我我們們就就說(shuō)說(shuō)系系統(tǒng)在經(jīng)歷一個(gè)統(tǒng)在經(jīng)歷一個(gè)熱力學(xué)過(guò)程熱力學(xué)過(guò)程，簡(jiǎn)稱過(guò)程，簡(jiǎn)稱過(guò)程。實(shí)際發(fā)生的過(guò)程往往進(jìn)行的較快，在新的平衡態(tài)達(dá)實(shí)際發(fā)生的過(guò)程往往進(jìn)行的較快，在新的平衡態(tài)達(dá)到之前系統(tǒng)又繼續(xù)了下一步變化，這意味著系統(tǒng)在過(guò)程到之前系統(tǒng)又繼續(xù)了下一步變化，這意味著系統(tǒng)在過(guò)程中經(jīng)歷了一系列非平衡態(tài)。這種過(guò)程為中經(jīng)歷了一系列非平衡態(tài)。這種過(guò)程為非靜態(tài)過(guò)程非靜態(tài)過(guò)程。一一個(gè)個(gè)過(guò)過(guò)程
2、程，如如果果任任意意時(shí)時(shí)刻刻的的中中間間態(tài)態(tài)都都無(wú)無(wú)限限接接近近于于一個(gè)平衡態(tài)，則些過(guò)程為一個(gè)平衡態(tài)，則些過(guò)程為準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。對(duì)準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程，在任何時(shí)刻系統(tǒng)的狀態(tài)都可以當(dāng)對(duì)準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程，在任何時(shí)刻系統(tǒng)的狀態(tài)都可以當(dāng)平衡態(tài)來(lái)處理。平衡態(tài)來(lái)處理。一、準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程一、準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程是由一系列依次接替的平衡態(tài)所組成的過(guò)程。準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程是由一系列依次接替的平衡態(tài)所組成的過(guò)程。2 準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程只有在進(jìn)行的準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程只有在進(jìn)行的“無(wú)限緩慢無(wú)限緩慢”的條件的條件下才可能實(shí)現(xiàn)。實(shí)際過(guò)程則要求系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化的下才可能實(shí)現(xiàn)。實(shí)際過(guò)程則要求系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化的特征時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于弛豫時(shí)間特征時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于弛豫時(shí)間才可近
3、似看作準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)才可近似看作準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。程。作作為為準(zhǔn)準(zhǔn)靜靜態(tài)態(tài)過(guò)過(guò)程程中中間間狀狀態(tài)態(tài)的的平平衡衡態(tài)態(tài)，具具有有確確定定的的狀狀態(tài)參量值。態(tài)參量值。準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程是一種理想的極限，但作為熱力學(xué)準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程是一種理想的極限，但作為熱力學(xué)的基礎(chǔ)，我們要著重討論它。的基礎(chǔ)，我們要著重討論它。對(duì)于一個(gè)平衡態(tài)，我們可以用狀態(tài)參量來(lái)描述。對(duì)于一個(gè)平衡態(tài)，我們可以用狀態(tài)參量來(lái)描述。過(guò)程曲線過(guò)程曲線非準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程不能用狀態(tài)圖上的一條曲線來(lái)表示。非準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程不能用狀態(tài)圖上的一條曲線來(lái)表示。對(duì)對(duì)于于簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單系系統(tǒng)統(tǒng)可可用用PVPV圖圖上上的的一一點(diǎn)點(diǎn)來(lái)來(lái)表表示示這這個(gè)個(gè)平平衡衡態(tài)態(tài)。系系統(tǒng)統(tǒng)的的準(zhǔn)準(zhǔn)靜靜態(tài)態(tài)變變化化過(guò)過(guò)程
4、程可可用用PVPV圖圖上上的一條曲線表示。的一條曲線表示。31.理想氣體內(nèi)能理想氣體內(nèi)能:內(nèi)能：內(nèi)能：系統(tǒng)中所有分子不規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能量與分子與分系統(tǒng)中所有分子不規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能量與分子與分子之間相互作用的勢(shì)能的總和。子之間相互作用的勢(shì)能的總和。內(nèi)能的改變只決定于系統(tǒng)初末兩個(gè)狀態(tài)，與所經(jīng)內(nèi)能的改變只決定于系統(tǒng)初末兩個(gè)狀態(tài)，與所經(jīng)歷的過(guò)程無(wú)關(guān)。內(nèi)能是歷的過(guò)程無(wú)關(guān)。內(nèi)能是“狀態(tài)量狀態(tài)量”。2.內(nèi)能增量?jī)?nèi)能增量單原子分子氣體單原子分子氣體雙原子分子氣體雙原子分子氣體多原子分子氣體多原子分子氣體二、內(nèi)能、內(nèi)能增量二、內(nèi)能、內(nèi)能增量4 1.氣體系統(tǒng)作功是通過(guò)改變氣體體積來(lái)完成的。氣體系統(tǒng)作功是通過(guò)改變氣體體積來(lái)
5、完成的。例如：例如：氣缸內(nèi)的氣壓大于外界大氣壓，氣體膨脹推氣缸內(nèi)的氣壓大于外界大氣壓，氣體膨脹推動(dòng)氣缸活塞對(duì)外作功。動(dòng)氣缸活塞對(duì)外作功。微小變化：微小變化：活塞與汽缸無(wú)摩擦，當(dāng)氣體作準(zhǔn)活塞與汽缸無(wú)摩擦，當(dāng)氣體作準(zhǔn)靜態(tài)壓縮或膨脹時(shí)，外界的壓強(qiáng)靜態(tài)壓縮或膨脹時(shí)，外界的壓強(qiáng)P Pe e必等于此時(shí)氣體的壓強(qiáng)必等于此時(shí)氣體的壓強(qiáng)P P，否則系否則系統(tǒng)在有限壓差作用下，將失去平衡，統(tǒng)在有限壓差作用下，將失去平衡，稱為非靜態(tài)過(guò)程。稱為非靜態(tài)過(guò)程。三、功三、功 若有摩擦力存在，雖然也可使過(guò)程進(jìn)行的無(wú)限緩若有摩擦力存在，雖然也可使過(guò)程進(jìn)行的無(wú)限緩慢，但也不是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。慢，但也不是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。5體積變化從體積變
6、化從 V1V2，在整個(gè)過(guò)在整個(gè)過(guò)程中氣體作功為：程中氣體作功為：元功元功壓力壓力由功的定義：由功的定義：只考慮無(wú)摩擦準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程的功。只考慮無(wú)摩擦準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程的功。2 2.氣體作功的計(jì)算氣體作功的計(jì)算氣體作功的計(jì)算氣體作功的計(jì)算由積分意義可知，功的大小等由積分意義可知，功的大小等于于PV PV 圖上過(guò)程曲圖上過(guò)程曲P=P(V)P=P(V)下下的面積：的面積：6 1-2與與1-1-2兩個(gè)過(guò)程兩個(gè)過(guò)程的始末狀態(tài)相同，但過(guò)程的始末狀態(tài)相同，但過(guò)程曲線不同，兩條曲線下的曲線不同，兩條曲線下的面積不同，則作功也不同。面積不同，則作功也不同。特殊：特殊：（不一定是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程）（不一定是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程）等容過(guò)程：等
7、容過(guò)程：A A等容等容=0=0注意：注意：功的大小不僅取決于系功的大小不僅取決于系統(tǒng)的始末狀態(tài)，且與系統(tǒng)統(tǒng)的始末狀態(tài)，且與系統(tǒng)經(jīng)歷的過(guò)程有關(guān)。經(jīng)歷的過(guò)程有關(guān)。功是功是過(guò)程量過(guò)程量等壓過(guò)程：等壓過(guò)程：A A等壓等壓=P(VP(V2 2-V-V1 1)7例如：例如：一杯一杯80C的熱水，向周圍溫度較低的空氣放出的熱水，向周圍溫度較低的空氣放出熱量，這是一個(gè)過(guò)程，而說(shuō)這杯水具有多少熱量是錯(cuò)熱量，這是一個(gè)過(guò)程，而說(shuō)這杯水具有多少熱量是錯(cuò)的，具有的是內(nèi)能，當(dāng)水溫度下降時(shí)，內(nèi)能也減小。的，具有的是內(nèi)能，當(dāng)水溫度下降時(shí)，內(nèi)能也減小。2.熱量與溫度的區(qū)別熱量與溫度的區(qū)別熱量熱量是系統(tǒng)內(nèi)能變化的一種量度，是系統(tǒng)
8、內(nèi)能變化的一種量度，是過(guò)程量是過(guò)程量。溫度溫度反映了物體冷熱程度，是分子平均平動(dòng)動(dòng)能的標(biāo)反映了物體冷熱程度，是分子平均平動(dòng)動(dòng)能的標(biāo)志，志，是狀態(tài)量是狀態(tài)量。3.熱量的計(jì)算熱量的計(jì)算1.熱的本質(zhì)是傳遞的能量。該能量的多少就是熱量。熱的本質(zhì)是傳遞的能量。該能量的多少就是熱量。c是比熱，是比熱，四、熱量四、熱量C 為摩爾熱容：為摩爾熱容：1 1molmol氣體升高單位溫度所吸收的熱量。氣體升高單位溫度所吸收的熱量。8摩爾熱容可定成：摩爾熱容可定成：符號(hào)符號(hào)表示表示“元元”，因熱量與過(guò)程有關(guān)，故同一系統(tǒng)，在不同過(guò)程中因熱量與過(guò)程有關(guān)，故同一系統(tǒng)，在不同過(guò)程中的熱容量有不同的值。常用的定容熱量與定壓熱容量。的熱容量有不同的值。常用的定容熱量與定壓熱容量。等容過(guò)程：等容過(guò)程：引入等引入等容摩爾熱容容摩爾熱容CV，表示在等容過(guò)程中，表示在等容過(guò)程中，1 mol 氣體升高單位溫度所吸收的熱量。氣體升高單位溫度所吸收的熱量。等壓過(guò)程：等壓過(guò)程：引入引入等壓摩爾熱容等壓摩爾熱容CP，表示在等壓過(guò)程表示在等壓過(guò)程中，中，1 mol 氣體升高單位溫度所吸收的熱量。氣體升高單位溫度所吸收的熱量。規(guī)定：規(guī)定：熱量熱量系統(tǒng)吸熱：系統(tǒng)吸熱：系統(tǒng)放熱：系統(tǒng)放熱：熱量熱量9
05準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程內(nèi)能熱量和功
