大学物理内能 功和热量 准静态过程
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第7章 热力学基础
7–1 内能
功和热量
准静态过程
4
一个热力学系统，在外界影响（作功或传热）下， 其状态将发生变化，系统从一个状态变化到另一个 状态的过程称为热力学过程（过程）。 二 准静态过程（理想化的过程） 准静态过程：从一个平衡态到另一平衡态所经 过的每一中间状态均可近似看做平衡态的过程. 驰豫时间：系统从一个平衡态变到相邻平衡态 所经过的时间，或者说，一个系统由最初的非平衡态
准静态过程
7
系统对外界的功：
dA Fdl pSdl pdV
外界对系统的功:
dA pe Sdl pe dV
对准静态过程：
pe p
A pdV
V1
第7章 热力学基础
V2
7–1 内能
功和热量
准静态过程
8
准静态过程热量的计算：（1）热容量法
M dQ Cm dT M mol M Q Cm (T T0 ) M mol
Cm
—— 摩尔热容量，1mol物质温度升高1K时吸收 的热量。
(2) 热力学第一定律
第7章 热力学基础
第7章 热力学基础
7–1 内能
功和热量
准静态过程
3
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
T1 T2
1）过程量：与过程有关；
T1 Q T2
2）等效性：改变系统热运动状态作用相同； 1卡 = 4.18 J ， 1 J = 0.24 卡
3）功与热量的物理本质（能量转换）不同 . 功 宏观运动能量 分子热运动能量 热量 外界分子热运动能量 系统分子热运动能量
7–1 内能
功和热量
准静态过程
1
做机械功改变系统 状态的焦耳实验
做电功改变系统 状态的实验
A
V
第7章 热力学基础
7–1 内能
功和热量
准静态过程
2
一
内能
ห้องสมุดไป่ตู้
功和热量
M i E RT M mol 2
理想气体内能：对给定的理想气体，它的内能 仅是温度的单值函数.
E E (T )
改变一个热力学系统的内能，有两种方式：一 是外界对系统做功(做机械功或电磁功)；一是向 系统传递热量.
o
V1
V2
V
10-3 s
7–1 内能
功和热量
准静态过程
6
三 准静态过程的功与热量 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 .
体积功的计算 系统对外界的功：
dA Fdl pSdl pdV
A
V2 V1
pdV
注意：做功与过程有关 .
第7章 热力学基础
7–1 内能
功和热量
过渡到平衡态所经历的时间。
第7章 热力学基础
7–1 内能
功和热量
准静态过程
5
如果系统的外界条件（如压强、容积、温度等）发生 一微小变化所经历的时间比系统的驰豫时间长得多， 则在外间条件的变化过程中，系统有充分的时间达到 平衡态。
p
砂子
活塞 气体 10-2 s
第7章 热力学基础
p1
p2
Ⅰ( p1,V1, T1 ) Ⅱ ( p2 ,V2 , T2 )
7–1 内能
功和热量
准静态过程
4
一个热力学系统，在外界影响（作功或传热）下， 其状态将发生变化，系统从一个状态变化到另一个 状态的过程称为热力学过程（过程）。 二 准静态过程（理想化的过程） 准静态过程：从一个平衡态到另一平衡态所经 过的每一中间状态均可近似看做平衡态的过程. 驰豫时间：系统从一个平衡态变到相邻平衡态 所经过的时间，或者说，一个系统由最初的非平衡态
准静态过程
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系统对外界的功：
dA Fdl pSdl pdV
外界对系统的功:
dA pe Sdl pe dV
对准静态过程：
pe p
A pdV
V1
第7章 热力学基础
V2
7–1 内能
功和热量
准静态过程
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准静态过程热量的计算：（1）热容量法
M dQ Cm dT M mol M Q Cm (T T0 ) M mol
Cm
—— 摩尔热容量，1mol物质温度升高1K时吸收 的热量。
(2) 热力学第一定律
第7章 热力学基础
第7章 热力学基础
7–1 内能
功和热量
准静态过程
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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
T1 T2
1）过程量：与过程有关；
T1 Q T2
2）等效性：改变系统热运动状态作用相同； 1卡 = 4.18 J ， 1 J = 0.24 卡
3）功与热量的物理本质（能量转换）不同 . 功 宏观运动能量 分子热运动能量 热量 外界分子热运动能量 系统分子热运动能量
7–1 内能
功和热量
准静态过程
1
做机械功改变系统 状态的焦耳实验
做电功改变系统 状态的实验
A
V
第7章 热力学基础
7–1 内能
功和热量
准静态过程
2
一
内能
ห้องสมุดไป่ตู้
功和热量
M i E RT M mol 2
理想气体内能：对给定的理想气体，它的内能 仅是温度的单值函数.
E E (T )
改变一个热力学系统的内能，有两种方式：一 是外界对系统做功(做机械功或电磁功)；一是向 系统传递热量.
o
V1
V2
V
10-3 s
7–1 内能
功和热量
准静态过程
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三 准静态过程的功与热量 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 .
体积功的计算 系统对外界的功：
dA Fdl pSdl pdV
A
V2 V1
pdV
注意：做功与过程有关 .
第7章 热力学基础
7–1 内能
功和热量
过渡到平衡态所经历的时间。
第7章 热力学基础
7–1 内能
功和热量
准静态过程
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如果系统的外界条件（如压强、容积、温度等）发生 一微小变化所经历的时间比系统的驰豫时间长得多， 则在外间条件的变化过程中，系统有充分的时间达到 平衡态。
p
砂子
活塞 气体 10-2 s
第7章 热力学基础
p1
p2
Ⅰ( p1,V1, T1 ) Ⅱ ( p2 ,V2 , T2 )