大学物理 热力学基础共90页文档
大学物理第8章：热力学基础
说明：A. 准静态过程为理想过程
弛豫时间 ( )：系统的平衡态被 破坏后再恢复到新的平衡态所需 要的时间。
气缸
B.一个热力学过程为准静态过程的必要条件为过程 所经历的时间大于驰豫时间 t 如：若气缸缸长 L 101 (m )，则 103 ~ 104 ( s ) 若活塞以每秒几十次的频率运动时， 每移动一次经 1 tt 时 t 10 ( s ) ，则满足 ， C.准静态过程可以用宏观参量图给予表示
讨论： (1) n=0, 等压过程，Cp=CV+R ,过程方程: T/V=C4; (2) n=1, 等温过程，CT = , 过程方程: pV=C5; (3) n= , 等体过程, CV =iR/2 , 过程方程: p/T=C6; (4) n= , 绝热过程，CQ=0, 过程方程:
pV C1 , TV
RdT
由 pV=RT 于是得
C CV
pdV
pdV+Vdp=RdT
R pdV (1 ) Vdp 0 C CV dp R dV (1 ) 0 p C CV V
令
R 1 n —多方指数 C C V
21
dp dV n 0 p V
完成积分就得多方过程的过程方程：
V1
V2
i ( p2V2 p1V1 ) 2
只与始末状态有关
M i RT 2
( if
c const )
Q cM (T2 T1 )
与过程有关
特点
与过程有关
对微小过程：dQ=dE + dA
M i dQ RdT pdV 2
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例题 8-2 如图所示，一定量气体经过程abc吸热 700J,问：经历过程abcda吸热是多少？ 解 Q= E2-E1 + A i 过程abc : 700= Ec -Ea+ Aabc= ( pcVc paVa ) Aabc
大学物理热力学基础
大学物理热力学基础热力学是物理学的一个分支，它研究热现象中的物理规律，包括物质的热性质、热运动和热转化。
在大学物理课程中，热力学基础是物理学、化学、材料科学、工程学等学科的基础课程之一。
热力学基础主要涉及以下几个方面的内容：1、热力学第一定律热力学第一定律，也称为能量守恒定律，是指在一个封闭系统中，能量不能被创造或消除，只能从一种形式转化为另一种形式。
这个定律说明，能量在传递和转化过程中是守恒的，不会发生质的损失。
2、热力学第二定律热力学第二定律是指热量只能从高温物体传递到低温物体，而不能反过来。
这个定律说明，热量传递的方向是单向的，不可逆的。
这个定律对于理解能源转换和利用具有重要意义。
3、热力学第三定律热力学第三定律是指绝对零度下，物质的熵（表示物质混乱度的量）为零。
这个定律说明，在绝对零度下，所有物质的分子和原子都处于静止状态，没有热运动，因此熵为零。
这个定律对于理解物质在低温下的性质和行为具有重要意义。
4、理想气体状态方程理想气体状态方程是指一定质量的气体在恒温条件下，其压力、体积和密度之间的关系。
这个方程对于理解气体在平衡状态下的性质和行为具有重要意义。
5、热容和焓热容和焓是描述物质在加热和冷却过程中性质变化的物理量。
热容表示物质吸收或释放热量的能力，焓表示物质在恒温条件下加热或冷却时所吸收或释放的热量。
这两个物理量对于理解和分析热现象具有重要意义。
大学物理热力学基础是物理学的重要分支之一，它为我们提供了理解和分析热现象的基本理论工具。
通过学习热力学基础，我们可以更好地理解能源转换和利用的原理，为未来的学习和职业生涯打下坚实的基础。
在无机化学的领域中，化学热力学基础是理解物质性质、反应过程和能量转换的重要工具。
本篇文章将探讨化学热力学的基础概念、热力学第一定律、热力学第二定律以及热力学第三定律。
一、化学热力学的基础概念化学热力学是研究化学反应和相变过程中能量转换的科学。
它主要涉及物质的能量、压力、温度和体积等物理量之间的关系。
大学物理《热力学基础》
热力学第二定律的实验验证
卡诺循环实验
通过比较可逆卡诺循环和不可逆卡诺循环的效率， 证明了热力学第二定律的正确性。
焦耳实验
通测量热量和功之间的转换关系，证明了热力 学第二定律的正确性。
热辐射实验
通过测量不同温度下物体的辐射能，证明了熵增 加原理的正确性。
05 热力学的应用
热机效率的提高
热机效率的概念
热力学第二定律定义
熵增原理
热力学第二定律的本质
不可能把热从低温物体传到高温物体而不产 生其他影响；不可能从单一热源取热使之完 全转换为有用的功而不产生其他影响；不可 逆热力过程中熵的微增量总是大于零。
在封闭系统中，自发过程总是向着熵 增加的方向进行，即熵增加原理。
揭示了热量传递和做功过程的不可逆 性，是能量耗散和转化过程的宏观规 律。
通过学习热力学基础，学生可以了解热现象的本质和规律，掌握热力学的 分析方法，为后续的物理学习和实际应用打下基础。
热力学的重要性
热力学在能源、化工、材料 、环保等领域有广泛应用， 是解决实际问题的重要工具
。
热力学的基本原理和方法对 于理解其他物理分支（如电 磁学、光学）以及交叉学科 （如生物物理、地球物理）
热力学第二定律的应用
空调制冷原理
利用制冷剂在蒸发器中吸热蒸发而降低温度，再通过冷凝器放出热 量，使室内温度降低。
汽车发动机效率
汽车发动机效率不可能达到100%，因为发动机工作时会产生热量 损失，这些热量无法完全转化为机械功。
热机效率
热机效率不可能达到100%，因为燃料燃烧产生的热量不可能完全转 化为机械功，其中一部分热量会以热量的形式散失到环境中。
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大学物理学(第二版)课件：热力学基础
说明
①气体的p、V、T 是描述大量分子热运动集体特征的物理量， 是宏观量，而气体分子的质量、速度等是描述个别分子运动 的物理量，是微观量 ②根据系统的性质，可能还需要引入化学参量、电磁参量等。
9.3.2 理想气体的等压过程
1、定义：等压过程是系统压强保持不变的过程 2、过程的特点：压强保持不变或dp= 0 3、过程曲线：等压过程的p－V线是一条平行于V轴的直
线，称为等压线
p p
W
O V1
V V2
4、过程方程：
V M R 常量 T M mol p
或
V1 V2
T1
T2
5、热力学第一定律中功、热量、内能的计算：
查理
定律: p/T = Const
阿伏伽德罗定律: 在同温同压下，相同体积的气体含有相
同数量的分子。在标准状态下，1摩尔任何气体所占有的
体积都为22.4升。
2. 理想气体状态方程
形式 1
或
pV m RT M
pV RT
m — 气体质量 M — 气体摩尔质量 R = 8.31J·mol-1·K-1— 摩尔气体常量
CV
(
dQ dT
)V
(
dE dT
)V
E
T
对一个有限过程，温度从T0变化到T，有 dE CV dT
积分得 E E0 CV (T T0 )
E0
T0
气体的定容摩尔热容量
CV
1 v
CV
1 dQ v dT V
3. 定压热容量
气体的定压热容量
Cp
dQ ( dT ) p
大学物理~热力学基础
气体的内能
E i RT
2
(内能是态函数！)
气体的内能的增量
E i RT
2
二. 功
热量
P
S
dl
（1）功
计算系统在准静态膨胀过程中所作的功： dW F dl P S dl PdV
当活塞移动一段有限距离时
压强作功
W V2 P dV V1
V2
W PdV
热机发展简介
1698年萨维利和1705年纽可门先后发 明了蒸气机 ，当时蒸气机的效率极低 . 1765年瓦特进行了重大改进 ，大大提高了 效率 . 人们一直在为提高热机的效率而努 力，从理论上研究热机效率问题， 一方面 指明了提高效率的方向， 另一方面也推动 了热学理论的发展 .
各种热机的效率
大型柴油机效率
通过外界对系统作功的方法，提高系统的温 度，当系统的温度高于外界时，系统将当初所 吸的热量及由外界作功所转变的内能全部交还 给外界，系统恢复了原状。
外界呢？总能量没减少，但原来付出的机械能 变成了热能，外界没有恢复原状。所以
结论
热量从高温物体传到低温物 体的过程是不可逆的！
（3）气体的自由膨胀过程
dQ dE CV ( dT )V (dT )V
∵
1mol理想气体dE=
i 2
RdT
∴
Cv
=
i 2
R
（i为分子自由度）
所以，理想气体内能表达式又可写成
E CvT
2.定压摩尔热容量（Cp）：
1mol气体在定压过程中吸收热量dQ与温度的变化dT之比
Cp
dQ ( dT )p
dE+PdV ( dT )p
大学物理热力学基础.
11.01310522.4103
22.7102(J)
Qacb Acb
V(l)
7-3 气体的摩尔热容量
一、热容与摩尔热容的定义： 热容量：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（C）
dQ
C dT
表示升高1K所吸收的热量
J K1
单位质量的热容量叫比热容。 CMC比 JK1kg1
摩尔热容量：1 mol 物质的热容量（Cm）
M C Mmol Cm
1mol 物质温度升高1K时所吸收的热量。
JK1mo1
二、理想气体的摩尔热容量
1、理想气体的定容摩尔热容：
dQ CV ( dT )V
( dE dT
)V
理想气体 dE i RdT
2 3
单原子理想气体 CV 2 R
双原子理想气体
1、理想气体的绝热准静态过程的过程方程
dA PdV dE M M moC lVdT (1)
理想气体状态方程
PV M RT Mmol
对其微分得:
M
PdVVdP RdT Mmol
(2)
联立（1）（2）得：
dP dV0 PV
PV con. s(3t)
（泊松公式）
将 PV cons.与t PV M RT联立得:
准静态过程是一种理想的极限。
三、准静态过程的功和热量
1、体积功的计算
dl
➢当活塞移动微小位移dl 时， 系统对外界所作的元功为：
p F S
➢系统体积由V1变为V2，系统对外界作总功为：
A dA V2pdV V1
dV0, 系统对外作正功；
dV0, 系统对外作负功；
例：有1mol理想气体 （1）a b等温，
大学物理热力学基础
2.过程方程：
V T
=
const.
P
等压膨胀
1
2
3.过程曲线：
o V1
V2
V
2
4.能量转换关系： W = 1 P dV = P(V2 - V1)
Q PC P(T 2T 1) EC V(T 2T 1)
吸热一部分用于对外做功，其余用于增加系统内能。
14
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三.等温过程(isothermal process) P
1
1.特点： T = const.
等温膨胀
2.过程方程： P V = const.
2
3.过程曲线：
o V1
V2 V
4.能量转换关系： E = 0
Q= W
2
W = 1 P dV =
RT
2
1
dV V
W
RTl nV( 2 ) V1
P1V1
ln(V2 V1
)
P1V1
ln(P1 P2
)
系统吸热全部用来对外做功。
=
CP CV
=
i +2 i
>1
对单原子分子， i = 3， = 1.67 对双原子分子， i = 5， = 1.40 对多原子分子， i = 6， = 1.33 (以上均为刚性理想气体分子)
12
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§7.3 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用
一.等容过程(isochoric process)
所以循环过程的效率为：
1Q2 17p2(V1V2)
Q1
5V`1(p1p2)
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大学物理力学热力学基础
k
运动的总动能
f(v) f(vP)
vP v #分布曲线或者高而窄，或者矮而宽。从而 分布曲线或者高而窄，或者矮而宽。 保证曲线下的面积为1 保证曲线下的面积为1
V’p 四. 用麦克斯韦速率分布函数求速率的各种平均值
0
1. 平均速率 2. 方均根速率
2 ∞ 0 2
8kT 8RT v = ∫ vf (v)dv = = πm πµ
气体分子平均 第三节 气体分子平均平动动能与温度的关系 温度的统计解释) (或:温度的统计解释) 推导气体分子平均 一.推导气体分子平均平动动能与温度的关系 推导气体分子 1. 理想气体状态方程
P=nkT
3 2
k=R = 1.38 ×10−23 J ⋅ K −1 (玻尔兹曼常数） 其中 NA
2.分子平均 2.分子平均平动动能与温度的关系 w = kT 分子 •温度标志着物体内部分子无规则运动的
摩尔氢气和1摩尔氦 例3． 一个容器内贮有 摩尔氢气和 摩尔氦 ． 一个容器内贮有1摩尔氢气和 气，若两种气体各自对器壁产生的压强分别 则两者的大小关系是： 为p1和p2，则两者的大小关系是： (A) p1> p2． (C) p1＝p2． (B) p1< p2． (D)不确定的． 不确定的． 不确定的
例6． 容器内混有二氧化碳和氧气两种气体， ． 容器内混有二氧化碳和氧气两种气体， 混合气体的温度是 290 K，内能是 ，内能是9.64×105 × J，总质量是 ，总质量是5.4 kg，试分别求二氧化碳和氧 ， 气的质量． 气的质量．
大学物理——热力学基础
程中所有中间态都可以近似地看作平衡态的过程。
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。
对于准静态过程，系统所经历 的中间态都无限接近于平衡态 （过程进行的很缓慢）。
P-V图上一个点 A 或
B 表示一个平衡态；一条曲 线表示一个准静态过程，或 平衡过程。
这条曲线的方程称为过程方程，
开尔文
卡诺
克劳修斯
本章用热力学方法研究系统在状态变化过程 中热与功的转换关系（热力学第一定律） 和条件（热力学第二定律）
热力学从能量观点出发，分析、说明热力学系统热、 功转换的关系和条件。是宏观理论。
对比
分子运动论从牛顿力学出发，采用统计方法说明压 强、温度和内能的物理本质。是微观理论。
§1 内能 体积功 热量 准静态过程
气体 真空
热力学第一定律用于理想气体各过程计算， 首先熟悉各理想气体过程的特征，然后抓住 三个基本公式：
(1) Q=△E+A
(2) A V2 pdV V1
(3)
M
Q M mol Cm (T2 - T1)
(Cm等容为CV ,等压为Cp ,多方为Cn )
例： 一定量的理想气体在PV图中的等温线与绝热
不同的准静态过程，系统所做的功不同。
2、热量是系统与外界存在温度差而传递的能量 热量是过程量。它是与某一过程相联系的。
3、使系统的状态改变，传热和作功是等效的。
二、准静态过程
热力学过程：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。
热力学过程
准静态过程 非静态过程
准静态过程：系统从一平衡态到另一平衡态，如果过
线交点处两线的斜率之比为0.714，求Cv。
大学物理@第十章 热力学基础
两个相互处于热平衡的物体具有的共同的宏观性质 ——温度相同。
热力学第零定律：在与外界影响隔绝的条件下，如果 处于确定状态下的物体C分别与物体A、B达到热平衡， 则物体A、B也是相互热平衡的。（1930，否勒）
若TC TA , TC TB , 则TA TB
P
1 2
V
砝 码 分 成 两 份 ， 取 走个 一， 待 恢 复 平 衡 后 再取走另一个，在 PV图 上 可 得 到 三 个 点 。
P
1 2
砝 码 分 成 许 多 份 ， 每取 次走 一 个 ， 待 恢 复 平 衡 后 再 取 走一 另个 ， 在
V
PV图 上 可 得 到 一 系 列 的 。 点
P
m
0
注意：c, C, Cm都是过程量，且可正可 负。
二、理想气体等值过程的摩尔热容 (Q)T CT ,m 1、 等温过程 dT
2、等体过程
CV ,m
i （dU RdT ） 2
3、等压过程
(Q)V dU i R dT dT 2
摩尔定容热容
dU CV ,m dT U CV ,m (T2 T1 )
0 K (负温度） 32 10 8 K 108 K 10 K 7 1.5 10 K 3 6 10 3 K 4 10 K 4 10 2 K (127C ) 331K (58C ) 323K (50C ) 288 K (15C ) 273.16 K (0.01C ) 185 K (88C ) 90 K (183C ) 90 K 77 K 20 K 4K 2.7 K
传热与过程有关。
传热有三种基本方式：导热、对流、热辐射。
大学物理热力学基础
绝热系数 C p,m CV ,m
dQ dE pdV
3. 等温过程
p
p1
I
T=恒量，dT=0，dE=0。
p2
QT WT pV RT
O V1
WT
pdV RT V2 dV RT ln V2
V V1
V1
QT
RT ln V2
V1
RT ln
p1 p2
C p,m
(dQ) p dT
Q
C p,m (T2
T1 )
m M
C p,m (T2
T1 )
三、热力学第一定律
某一过程，系统从外界吸热 Q，对外界做功 W，系统 内能从初始态 E1变为 E2，则由能量守恒：
Q (W ) E Q E W
规定 Q>0，系统吸收热量；Q<0,系统放出热量； W>0，系统对外作正功；W<0,系统对外作负功；
理想气体 E m i RT M2
理想气体的内能就是理想气体的热能.
准静态过程的功
dx
当活塞移动微小位移dx时， 系统对外界所作的元功为：
dW Fdx pSdx pdV
p FS
光滑
系统体积由V1变为V2，系统对外界作总功为：
W dW V2 pdV V1 系统对外作正功； 系统对外作负功； 系统不作功。
)
R(T2
T1
)
(
i 2
R
R)(T2
T1
)
pV RT
等压过程中系统吸收的热量一部分用来增加 系统的内能，一部分用来对外做功。
大学物理第七章 热力学基础
*2
一部分使系统的内能增加, 另
一部分使系统对外界做功 .
o V1
V2 V
Q E2 E1 W E W
准静态过程
Q E V2 pdV V1
微小过程 dQ dE dW dE pdV
Q E2 E1 W E W
第一定律的符号规定
Q
E2 E1
W
+ 系统吸热 内能增加 系统对外界做功
dQ a 0 绝热过程的（摩尔）热容为0。
Ca 0
系统内能的减少全部用来对外作功。
绝热材料
V E T P
V E T P
2.内能增量
E
m M
CV
T
3.热力学第一定律应用 Q E W
E Wa 0
Wa E
绝热过程中系统对外所作的功全部靠降低系统的 内能来实现。
4.功
m Wa E M CV T
（A）是 A B ； （B）是 A C ; （C）是 A D ； （D）既是 A B 也 是 A C,两过程吸热 一样多。
PA B
o V1
C D
V V2
[A]
例2.一定量的理想气体，经历某过程后，它的温 度升高了．则根据热力学定律可以断定：
（1）该理想气体系统在此过程中吸了热． （2）在此过程中外界对该理想气体系统作 了正功．
2. 比热 比热——单位质量的物质在某一过程中，温度升高 （降低）单位度时所吸收（放出）的热量，称为物质 在该过程中的比热。
c dQ C MdT M
水的比热为4.18×103J∙k-1∙kg-1
比热可分为定压比热和定体比热，对固体，两种比 热近似相等。通过测量物质的比热，不仅可以研究物 质的性质，而且可以验证热力学和统计物理学理论的 正确性。
大学物理--热力学基础
对于一定质量的理想气体：E = E(T)
对于刚性理想气体公式： E i RT
2
( :摩尔数 i :自由度3、5、6 )
（只是温度的单值函数）
三、热力学第一定律 (The first law of thermodynamics)
Q McT
式中 c 是物质的比热，表示单位质量的物体在温度 升高（或降低）1K时所吸收（或放出）的热量。
Mc是物质的热容，用大写的 C 来表示，其定义式为：
C lim Q d Q T 0 T dT
物体的热容一般与温度有关，也与过程有关。
1mol 物质的热容称 µc 为摩尔热容：一摩尔物质
(温度T 时)温度升高（或降低）1K所吸收（或放出） 的热量。
所以：
i
CV
R 2
定压摩尔热容
对于理想气体定压过程
对一元 过程 (d Q) dE dA dE PdV P
Cp
dQ dT
p
再由理想气体状态方程有 PdV=RdT
Cp
dQ dT
P
i RR 2
i 2 R 2
CP CV R …（迈耶公式）
注意：对于理想气体,公式 dE = CV dT 不仅适用于定体过程，而且适用于其他过程。
二、 功 热量 内能 功---是能量传递和转 换的量度。它引起系统 热运动状态的变化 。
加热 搅拌作功
做功可以改变系统的状态：
摩擦升温（机械功）、 电加热（电功）
功是过程量
热 量（过程量）
通过传热方式传递能量的量度，系统和外界之间
存在温差而发生的能量传递 .
功与热量的异同 1）过程量：与过程有关；
大学物理讲稿(第9章热力学基础)
第9章 热力学基础本章是热现象的宏观描述—热力学,其主要内容有:平衡态、准静态过程、热量、体积功、内能、热容等概念.热力学第一定律及其对理想气体等值过程、绝热过程和多方过程的应用;循环过程、卡诺循环、热力学第二定律、熵和熵增加原理等.§9.1 热力学系统 理想气体状态方程一、热力学系统人们通常把确定为研究对象的物体或物体系统称为热力学系统(简称为系统),这里所说的物体可以是气体、液体或固体这些宏观物体,在热力系统外部,与系统的状态变化直接有关的一切叫做系统的外界.热力学研究的客体是由大量分子、原子组成的物体或物体系.若系统与外界没有能量和质量的交换,这样的系统称为孤立系统,与外界没有质量交换,但有能量交换的系统,称为封闭系统,既有质量又有能量交换的系统称为开放系统.二、气体的状态参量在力学中研究质点机械运动时,我们用位矢和速度(动量)来描述质点的运动状态.而在讨论由大量作无规则运动的分子构成的气体状态时,位矢和速度(动量)只能用来描述分子运动的微观状态,不能描述整个气体的宏观状态.对一定量的气体,其宏观状态常用气体的体积V 、压强P 和热力学温度T(简称温度)来描述。
P 、V 、T 这三个物理量叫做气体的状态参量,是描述整个气体特征的量,它们均为宏观量,而象分子的质量、速度、能量等则是微观量.三个量中,气体的体积V 是几何参量,是指气体分子所能到达的空间,对于装在容器中的气体,容器的容积就是气体的体积.在国际单位制中,体积的单位是立方米,符号是m 3.气体的压强是力学参量,是作用于容器器壁上单位面积上的正压力.在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡，符号为2a a m N 1P 1P ⋅=，，有时也用标准大气压(atm),厘米汞柱高(cmHg)它们之间的关系为a 5P 100131cmHg 76atm 1⨯==.温度T 是物体冷热程度的量度,是热学量.定义温度的科学依据是热力学第零定律要进行温度的测量,必须建立温标,温标是温度的数值表示法.各种各样的温度计都是由各种温标确定的.常用的温标有摄氏温标;而热力学温标是最基本的温标,符号为T ,单位是开尔文(K).1960年国际计量大会规定摄氏温度与热力学温度之间的关系为 15273.-=T t三、平衡态气体平衡状态的概念是个非常重要的概念.把一定质量的气体装在一给定体积的容器中,经过足够长的时间后,容器内各部分气体的压强相等.温度相同,此时气体的状态参量具有确定的值.如果容器中的气体与外界没有能量和物质的交换,气体内部也没有任何形式的能量与物质转化(例如没有发生化学变化或原子核的变化等),则气体的状态参量将不随时间而变化,这样的状态叫做平衡状态.应该指出,容器中的气体总不可避免的会与外界发生程度不同的能量和物质交换.所以平衡态只是一个理想的模型.实际中,如果气体状态的变化很微小,可以略去不计时就可以把气体的状态看成是近似平衡态.还应指出,气体的平衡状态只是一种动态平衡,因为,分子的无规则运动是永不停息的.通过气体分子的运动和相互碰撞,在宏观上表现为气体各部分的密度、温度、压力均匀且不随时间变化的平衡态.对于处在平衡态、质量为M 的气体,它的状态可用一组P 、V 、T 值来表示.例如,一组参量值111T V P 、、表示一个状态,另一组参量222T V P 、、表示另一状态,在以P 为纵轴,V 为横轴的P —V 图上,气体的一个平衡状态可以用一个确定的点来表示.如图9.1中的点A（111T V P 、、）或点B （222T V P 、、） . 四、理想气体物态方程 实验证明,当一定量的气体处于平衡态时,描述平衡状态的三个参量P 、V 、T 之间存在一定的关系,当其中任意一个参量发生变化时,其他两个参量也将随之改变,即其中一个量是其他两个量的函数,如0==)()(T V P f V P T T 、、或、上述方程就是一定量的气体处于平衡态时气体的物态方程.在中学物理中我们已经知道,一般气体, 在密度不太高,压力不太大(与大气压强相比)和温度不太低(与室温比较)的实验范围内,遵守玻意耳定律,盖·吕萨克定律和查理定律,我们把任何情况下都遵守上述三条实验定律和阿伏伽德罗定律的气体称为理想气体.一般气体在温度不太低,压强不太大时,都可以近似当作理想气体.描述理态气体状态的三个参量P 、V 、T 之间的关系即为理想气体物态方程.可由三个实验定律和阿伏伽德罗定律导出.对一定质量的理想气体,物态方程的形式为）（摩尔数μ=νμ=M RT M PV (9.1) )(111T V P A 、、)(222T V P B 、、PVO图9.1式中的M 为气体质量, μ为一摩尔气体的质量,简称摩尔质量,如氧气的摩尔质量13m ol kg 1032--⋅⨯=μ。
大学物理C第六章热力学基础
• 热力学基础概念 • 热力学第一定律 • 热力学第二定律 • 熵与热力学第三定律 • 热力学基础在实际生活中的应用
01
热力学基础概念
热力学系统的定义与分类
热力学系统
指在热力学研究中，为了简化问题， 将实际物体抽象为一个理想化的模型， 称为热力学系统。
01
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分类
根据系统与外界是否发生相互作用， 可分为封闭系统、开放系统和孤立系 统。
改变量。
详细描述
热力学能是描述系统内部状态的重要物理量，它包括了系统所有微观粒子的动能、势能 以及由于粒子相互作用而产生的内能。热力学第一定律则表明，当系统与外界进行热交 换时，系统热力学能的改变量等于系统吸收或释放的热量。这一规律是能量守恒定律在
热力学中的具体表现，适用于封闭系统的各种过程。
热力学第一定律在等容和等压过程中的应用
制冷应用
食品保鲜、空调系统、工业生产过程中的温度控制、科研实 验等。
热力学的其他应用领域
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能源利用
热力学在能源转换和利用 方面发挥着重要作用，如 太阳能、地热能等新能源 的开发利用。
环保工程
热力学原理在废热回收、 工业废水处理等领域有广 泛应用，有助于降低能耗 和减少环境污染。
航天科技
航天器中的热力学系统对 于保证宇航员的生命安全 和生活质量至关重要，如 热控系统、推进系统等。
热力发电与节能减排
热力发电
利用化石燃料、核能等产生的热量， 通过热力循环转换成电能，是现代社 会主要的电力供应方式之一。
节能减排
提高热力发电效率，降低污染物排放 ，采用清洁能源和新技术，减少对环 境的影响。
制冷技术与应用