热统第二次课课件

(2)逆循环： 从低温热源吸热Q2、消耗外界的功 W，向高温热源放热Q1。（制冷机 循环） 外界对系统做总功
p I T1 Q1 II IV III Q2 T2 V
W Q1 Q2
热冷系数
Q2 T2 W T1 T2
例1：满足方程pVn=C的过程称为理想气体的多方过程， n为多方指数。设气体初始状态压强为p0，体积V0， 定容热容已知。经历多方个过程后，体积变为原来的 3倍。计算 （1）该过程中系统对外界多的功； （2）系统从外界吸收的热量； （3）该多方过程的热容。
（4）均匀磁场中均匀磁介质磁化 磁化功
极化功
0 H 2 dW VH dB Vd V 0 H dμ 2
准静态过程功的一般表达式
dW Yl dyl
l
其中，Y广义力，y广义坐标，dy广义位移。 非准静态过程的功 p-V-T系统举例： 等容过程 等压过程
引入
C p / CV
R R CV ,Cp 1 1
来自百度文库
2、理想气体的准静态绝热过程 理想气体准静态绝热过程方程
pV C
绝热过程举例：声波传播 声速

dp a d
a2 p /
a / p
2
测量热容比的方法
3、理想气体的卡诺循环 循环过程 卡诺循环
重点总结 1. 热力学第一定律，及相关物理量（理解含义、会 计算） 2. 准静态过程，会计算准静态过程中的功 3. 理想气体的性质
作业： 阅读1.4-1.9节 完成第一章作业1.7-1.10题
U Q W 0
两绝热过程+两等温过程
p I T1 II IV T2 III V
(1)正循环： 从高温热源吸热Q1、对外做功W， 向低温热源放热Q2。（热机循环） 系统对外做总功
p I T1 Q1 II IV III Q2 T2 V
W Q1 Q2
热机效率
W T2 1 Q1 T1
（环境压强恒定）
dW 0
dW pex dV
3、内能
(状态量？内涵？)
焦耳绝热过程实验—状态量内能的引入
结论：绝热功只与系统的始末状态有关，与过程无关。 引入状态量U，定义
U U f U i Ws
内能的微观含义 系统内部一切微观粒子的一切运动形式所具有的能量 总和，包括： 所有微观粒子无规则运动的动能 粒子间相互作用的势能 粒子内部的能量（化学能、核能……） 内能是广延量。 非平衡系统的内能
复
状态参量 平衡态 状态函数
习
温度
物态方程
下述说法是否正确：质量一定的某种纯气体，其任一 状态都可在p-V图上找到一点与之对应。 讨论群中的两个问题： 非平衡态？？？ 多相系统？？？
基本概念1 第零定律： 第一定律： 第二定律：
定律及温度2 物态方程3
热力学的基本规律
定律、概念4-6
应用7-9
定律10
H U pV
dQ p dU pdV d U pV dH
系统在等压过程中吸收的热量等于系统焓的 增量。 焓是广延量。
可测量热力学量总结
状态参量：四类 温度：物态方程及相关的系数 热容量 所有不可测热力学量均可有以上可测量计算出。
三、热力学第一定律在理想气体中的应用
P
i f 准静态过程可用 状态图上一条曲 线表示。
O
V
用处： 1. 计算状态量变化时用于连接两个平衡态； 2. 作为实际过程的近似。
2、准静态过程中的功
(会计算)
准静态过程中外界对系统做功可用系统平衡态的状 态参量表达。 不同准静态过程的功:（W表示外界对系统做功） （1）体积变化 系统压强为p，系统体积变 化dV时，外界对系统做功
4、热量
（过程量、可测量）
Q U W
5、热容量 定义
Cy
dQy dT
p-V-T系统常用热容量
dQV U CV dT T V U pV H Cp dT T p T p dQ p
6、焓
1、理想气体的内能、焓、热容差 如何计算状态函数？ 焦耳实验：气体自由膨胀 结论：理想气体的内能只与温度有关
U U U (T ) 0 V T H H (T ) CV CV (T )
C p C p (T )
计算: （物态方程、热容为已知测量结果）
U H C p CV
卡诺定理11
热力学温标12
克劳修斯等式不等式13 可逆 熵，热力学基本 关系14，15 不可逆 第二定律的数学 表达、应用16-18
§2.热力学第一定律
基本要求： 掌握功、热量、内能、热容、焓的概念； 掌握准静态过程的含义及其特点，了解其用途；
能正确写出热力学第一定律的数学表达； 会计算不同系统的准静态过程的功； 能根据物态方程和热容计算理想气体的相关热力学 量，分析其过程（正逆卡诺循环）。
P
W与过程有关
dW pex dV pdV
W pdV
V1 V2
O V dV 1
V2
V
（2）表面膜面积变化 表面张力系数为s，表面积改变dA时，外界对 系统做功 dW s dA （3）均匀电场中均匀电介质极化
2
0E dW VE dD Vd VE dP 2
一、热力学第一定律
U Q W
符号规定
U：内能 状态量 Q：系统从外界吸收的热量 过程量 过程量 W：外界对系统做的功 微元过程
dU dQ dW
含机械能变化时
U E Q W
成立条件：对任何过程都成立。
二、相关概念
1、准静态过程 过程中任一时刻系统都处于平衡态的过程。