大学物理 热力学 教学完整PPT课件

精选PPT课件
12
3 热力学第一定律
（1） 热力学第一定律的数学形式
Q(EE)A
2
1
微变过程： dQdEdA
准静态过程：dQdEPdV
理想气体：
dQM 2i RdTPdV
系 统 从 外 界 吸 收 热 量 时 ,Q 0 ,反 之 Q 0
系统对外界 ,A作 0,反 功之 时 A0
系统的内 精选,PE PT2课能 件 E1 增 0,反 加 E 之 2 时 E1013
理想气体
EM
2i RT其中iR:::理理 理想想 想气气 气体体 体分摩 普子尔 适的质 恒自量 量由度
精选PPT课件
T
:理想气体绝对温度 9
① 内能 E 是状态函数
内能变化 △E 只与初末状态
有关，与所经过的过程无关，
可以在初、末态间任选最简便
的过程进行计算。 ② 改变内能的方式 （2） 热量的计算
等体摩尔热容：1摩尔理想气体在等容过程中温度变化
1K时，吸收或放出的热量。（无相变和化学反应）
C C V QT T 12M C VdTM C V T
等压摩尔热容：1摩尔理想气体在等压过程中温度变化
1K时，吸收或放出的热量。（无相变和化学反应）
C C P Q 精选 PPTT T 1课2M 件 C PdTM C PT
做功 热传递
热量：物体间由于温度差别而转移的能量
热量的传递称为传热。传热有三种方式：
热传导、对流精选、PPT热课件辐射。
10
Q cM (T 2T 1)c M T c物质的比热容
摩尔热容：1摩尔物质在某一过程中温度变化1K时，
吸收或放出的热量。
摩尔热容：C c QT T 12M C d TM C T 注意：热量也是过程量
p
注意：功是过程量
过程不同，曲线下面积不同
（可正、可负、可零）
o
V 精选PPT课件
7
四、热力学第一定律
1.焦耳实验
如果一个系统经过一个过程， 其状态的变化完全由于机 械的或电磁的作用，则称此过程为绝热过程。在绝热过程中 外界对系统所做的功称为绝热功。 焦耳实验结果表明： 用 各种不同的绝热过程使物体升高一定的温度， 所需的功在 实验误差范围内是相等的， 如图所示。
吸热全部用于增加内能：
V1
M
Q CV T
EQM CVT
E M i RT
注意： E M iR T
2
2
适用于一切过程
（3）等体摩尔热容
CV
3R12.5Jmol-1K-1 2
CV
Q (MT)dV0
E (MT)dV0
2i RCV
5R20.8Jmol-1K1 2
精选PPT课件
CV 62R24.9Jmol-116K1
F pS
d A F d lp S d lp d V
A V2 pdV 注意：非静态
V1
过程不适用
示功图： p - V 图上过程曲线下的面积
结论：在准
dA
静态过程中， 系统对外做
的功在数值
上等于P-V图
上过程曲线
精选PPT下课件方 的 面 积 。
6
dV0 A0 dV0 A0 dV0 A0
思考： 是V 否 2V 1 则 1 由 2 的任A 何 0? 过
三、准静态过程
1.准静态过程
热力学系统的状态随时间变化的过程叫做热力学过程，简 称过程。按平衡性质分，热力学过程可分为：
准静态过程： 初态、末态及中间态无限接近平衡态 的过程。这是一种进行得非常缓慢的 过程（判据：弛豫时间）。
非静态过程：至少有一个态是非平衡态的过程。
精选PPT课件
5
2.准静态过程的功
11
3. A 与 Q 比较
改变E的
方式
特点
与宏观位移相联系
做功 通过非保守力做功
实现
能量转换
机械 运动
热运动
量度 A
与温差相联系
热传递 通过分子碰撞实现 热运动 热运动 Q
在系统状态变化过程中，A、Q、△E之 间满足一定数量关系
这种关系就是包含热运动和机械运动范围的能量守恒与转
化定律 热力学第一定律
(2) 物理意义：
热力学第一定律是涉及热运动和机械运动的能量转 换和守恒定律。
(3) 其它表述： 第一类永动机是不可能制成的
第一类永动机：系统不断经历状态变化回到初态， 不消耗内能，不从外界吸热，只对外做功。
即： E 0
A
Q0
A0
E
违反热力学第一定律
精选PPT课件
14
第二节 热力学第一定律的应用
开放系统 与外界有 m、E 交换
系统 封闭系统 与外界有 E 交换，无 m 交换
孤立系统 与外界无 E、m 交换
例
开放系统
封闭系统
绝 热
孤立系统Biblioteka 热力学：研究热力学精选系PP统T课件的状态及其变化的规律。 3
二、状态参量 平衡态
1. 描述系统宏观性质的物理量：p、T、V、E ...
广延量 m,有可加如 性V、 ，E
dV0 等体过程
等值过程 dp 0 等压过程
绝热过程
dT0 等温过程
dQ0
一、等容过程（ dV = 0 ，V = C )
p
p2
（1） 过程方程
p1
P 常 数 查理定律 T
O
精选PPT课件
2( p2,V ,T2 )
1( p1,V ,T1)
V
V
15
（2） 热力学第一定律的具体形式
V2
A pdV 0
同 学 们 好
精选PPT课件
1
第三章 热力学基础
结构框图
热力学系统 内能变化的
两种量度
功 热量
热力学
应用
第一定律 （理想气体）
等值过程 绝热过程
热力学 第二定律
（对热机效率 的研究）
循环过程 卡诺循环
精选PPT课件
2
第一节 热力学第一定律
一、热力学系统 外界
大量粒子组成的宏观、有限的体系。
与热力学系统比邻的周围环境称为外界。
在绝热过程中，外 界对系统所做的功仅取 决于系统的初、末状态。
精选PPT课件
8
2、系统的内能 热量 （1）系统内能 E
广义： 系统内所有粒子各种能量总和。 包括平动、转动、振动能量、化学能、原子能、
核能...等但，不包括系统整体运动的机械能。 狭义：所有分子热运动能量和分子间相互作用势能。
实际气体 EE(T,V) M:理想气体质量
强度量 无可加性，如 p、T
平衡态：无外界影响时，孤立系统的宏观性质不随时间 变化的状态，称为热力学平衡态。此时，状态参量有确 定的值。
（1）平衡态是一种理想模型，包括（力学、热学、化学）平衡 （2）平衡态和稳衡态
平衡态：孤立系统，无外界影响，状态不变 稳衡态：非孤立系统精，选受PPT外课件界影响，状态不变，是非平衡态4
二、等压过程 ( dp = 0 p = C)
p
（1） 过程方程
p
V 常 数 盖.吕萨克定律
T
o V1
V2
V
（2）热力学第一定律的具体形式