B2热力学第一定律和热力学第二定律
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
根据热力学第一定律
ΔE Q W
8.5104 1.5104 7104 J
W
20
pdV
1
(1 5) 40102
1.20104 J
40
2
Q ΔE W 7 104 1.2104 8.2104 J
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
例 2mol 单原子气体经过一过程 由a到b再到c，求过程 ab和cd
过程bc
等压过程
Cp
5 2
R
5 Qbc v 2 RTbc
Ebc Qbc Wbc 750 J
1.25103 J
Wbc 3
pV
500 J
Ebc v 2 RTbc 750J
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
例 某双原子气体经过一过 程由a到b，体积和压强都缩小到 一半
求该气体的摩尔热容？
E i RT 0
2
Q W V2 pdV pV RT V1
V2 vRT dV RTln V2
V V1
V1Hale Waihona Puke Baidu
吸收热量（对外做的功）
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
绝热过程： dE dW dQ dQ 0
1 CV dT pdV pV RT pdV Vdp RdT
CV dT Vdp RdT Vdp (R CV )dT CpdT
定压摩尔热容
i Cp 2 R R CV R
摩尔热容比
Cp
i RR 2
i2
CV
iR
i
2
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
热学第2章小结
准静态过程：每一个中间状态都是平衡态的热力学过程 无限缓慢
做功过程：(定义外界对系统的作功为正）
dW psdl pdV W V2 pdV V1
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
等体过程
V const. W 0
CV T
Q
E
i 2
RT
定体摩尔热容
i CV 2 R
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
等压过程 p const. pV RT
W
C p
p(V2 T Qp
V1) E
RT
W
E v( i
2
R
i RT 2 R)T
dQ νCdT
C 1 dQ ν dT
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
内能的变化过程： E N i
2
E
i 2
RT
CV T
kT
N NA
i 2
N AkT
内能增加为正
i 2
RT
热力学第一定律： ΔE Q W dE dQ dW
定体过程
W 0
CV
i 2
CV T Q E
R 定体摩尔热容
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
热学第2章复习
准静态过程：每一个中间状态都是平衡态的热力学过程 无限缓慢
做功过程：定义外界对系统的作功为正
dW psdl pdV
吸热过程： 吸收热量为正
W V2 pdV V1
Q C(T2 T1)
摩尔热容
摩尔热容C的定义： 1mol理想气体温度升高1度所吸收的热量
i 2
RT
摩尔热容比
等压过程
W p(V2 V1) RT
Cp i2
CV i
E i RT
2
C pT
Q E W
v( i R R)T 2
定压摩尔热容
i Cp 2 R R CV R
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
等温过程 T const. 等温 pV RT const.
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
热力学系统：大量分子组成的系统 平衡态：系统的宏观性质不随时间而变的状态，从微观上看，
分子仍在不停作热运动 p V T 不变
准静态过程：每一个中间状态都是平衡态的热力学过程 无限缓慢
做功过程：(定义外界对系统的作功为正）
dW psdl pdV
W V2 pdV V1
Vdp Cp
pdV CV
dp dV
p
V
dp p
dV V
c
ln p lnV c ln( pV ) c TV 1 const.
理想气体状态方程
pV RT
Ta
pV R
Tb
pV 4R
E
CV T
5 2
R (
3 pV 4R
)
15 8
pV
W 1 ( p p) V 3 pV 2 22 8
p
a
p/2 b
V/2 V
C( 3pV 4R
)
CT
Q
E
W
9 4
pV
C 3R
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
热学第1章 9 热学第2章 1，2，3，4
吸热过程： 吸收热量为正
Q C(T2 T1)
摩尔热容
摩尔热容C的定义： 1mol理想气体温度升高1度所吸收的热量
dQ νCdT
C 1 dQ ν dT
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
内能的变化过程：
E i RT
2
内能增加为正
热力学第一定律： ΔE Q W dE dQ dW
定体过程
等压过程
W 0
CV
i 2
CV T Q E
R 定体摩尔热容
i 2
RT
摩尔热容比
W p(V2 V1) RT
Cp i2
CV i
E i RT
2
C pT
Qp
E W
v( i R R)T 2
定压摩尔热容
i Cp 2 R R CV R
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
例 气体经过一曲线过程a到b，吸收热量为8.5104 J , 对外做功1.5104 J，如经过直线由b到a，气体吸收 热量为多少？
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
内能的变化过程：
i
1 2
m0
vi2
i
1 2 m0
3k T m0
3 kT 2
E
N
3 kT 2
m M
NA
3 kT 2
3RT
2
E 3i RT
2
内能是一个状态量，是状态函数
内能增加为正
热力学第一定律： ΔE Q W dE dQ dW
热力学第一定律是包括热现象在内的能量守恒定律， 是自然界的普遍规律之一，对气体、液体、固体系 统均适用。
的功，吸收热量和内能 的增量？过程 abc内能的增量？
pV vRT
Ta
pV vR
6 10 3 2 8.3
361K
p(105 Pa)
6
a
Tb 301K Tc 331K
过程ab 等体过程 CV
Wab 0
Qab
v
3 2
RTab
3R 2 1.50103 J
5
Eab
bc 10 11V (103 m3)
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
W V2 pdV V1
其物理意义为 p V图上 过程曲线与 V轴所包的面积
吸热过程：（吸收热量为正）
Q cm(t2 t1) Q C(T2 T1)
比热
摩尔热容
摩尔热容C的定义： 1mol理想气体温度升高1度所吸收的热量
dQ νCdT
C 1 dQ ν dT
ΔE Q W
8.5104 1.5104 7104 J
W
20
pdV
1
(1 5) 40102
1.20104 J
40
2
Q ΔE W 7 104 1.2104 8.2104 J
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
例 2mol 单原子气体经过一过程 由a到b再到c，求过程 ab和cd
过程bc
等压过程
Cp
5 2
R
5 Qbc v 2 RTbc
Ebc Qbc Wbc 750 J
1.25103 J
Wbc 3
pV
500 J
Ebc v 2 RTbc 750J
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
例 某双原子气体经过一过 程由a到b，体积和压强都缩小到 一半
求该气体的摩尔热容？
E i RT 0
2
Q W V2 pdV pV RT V1
V2 vRT dV RTln V2
V V1
V1Hale Waihona Puke Baidu
吸收热量（对外做的功）
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
绝热过程： dE dW dQ dQ 0
1 CV dT pdV pV RT pdV Vdp RdT
CV dT Vdp RdT Vdp (R CV )dT CpdT
定压摩尔热容
i Cp 2 R R CV R
摩尔热容比
Cp
i RR 2
i2
CV
iR
i
2
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
热学第2章小结
准静态过程：每一个中间状态都是平衡态的热力学过程 无限缓慢
做功过程：(定义外界对系统的作功为正）
dW psdl pdV W V2 pdV V1
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
等体过程
V const. W 0
CV T
Q
E
i 2
RT
定体摩尔热容
i CV 2 R
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
等压过程 p const. pV RT
W
C p
p(V2 T Qp
V1) E
RT
W
E v( i
2
R
i RT 2 R)T
dQ νCdT
C 1 dQ ν dT
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
内能的变化过程： E N i
2
E
i 2
RT
CV T
kT
N NA
i 2
N AkT
内能增加为正
i 2
RT
热力学第一定律： ΔE Q W dE dQ dW
定体过程
W 0
CV
i 2
CV T Q E
R 定体摩尔热容
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
热学第2章复习
准静态过程：每一个中间状态都是平衡态的热力学过程 无限缓慢
做功过程：定义外界对系统的作功为正
dW psdl pdV
吸热过程： 吸收热量为正
W V2 pdV V1
Q C(T2 T1)
摩尔热容
摩尔热容C的定义： 1mol理想气体温度升高1度所吸收的热量
i 2
RT
摩尔热容比
等压过程
W p(V2 V1) RT
Cp i2
CV i
E i RT
2
C pT
Q E W
v( i R R)T 2
定压摩尔热容
i Cp 2 R R CV R
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
等温过程 T const. 等温 pV RT const.
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
热力学系统：大量分子组成的系统 平衡态：系统的宏观性质不随时间而变的状态，从微观上看，
分子仍在不停作热运动 p V T 不变
准静态过程：每一个中间状态都是平衡态的热力学过程 无限缓慢
做功过程：(定义外界对系统的作功为正）
dW psdl pdV
W V2 pdV V1
Vdp Cp
pdV CV
dp dV
p
V
dp p
dV V
c
ln p lnV c ln( pV ) c TV 1 const.
理想气体状态方程
pV RT
Ta
pV R
Tb
pV 4R
E
CV T
5 2
R (
3 pV 4R
)
15 8
pV
W 1 ( p p) V 3 pV 2 22 8
p
a
p/2 b
V/2 V
C( 3pV 4R
)
CT
Q
E
W
9 4
pV
C 3R
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
热学第1章 9 热学第2章 1，2，3，4
吸热过程： 吸收热量为正
Q C(T2 T1)
摩尔热容
摩尔热容C的定义： 1mol理想气体温度升高1度所吸收的热量
dQ νCdT
C 1 dQ ν dT
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
内能的变化过程：
E i RT
2
内能增加为正
热力学第一定律： ΔE Q W dE dQ dW
定体过程
等压过程
W 0
CV
i 2
CV T Q E
R 定体摩尔热容
i 2
RT
摩尔热容比
W p(V2 V1) RT
Cp i2
CV i
E i RT
2
C pT
Qp
E W
v( i R R)T 2
定压摩尔热容
i Cp 2 R R CV R
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
例 气体经过一曲线过程a到b，吸收热量为8.5104 J , 对外做功1.5104 J，如经过直线由b到a，气体吸收 热量为多少？
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
内能的变化过程：
i
1 2
m0
vi2
i
1 2 m0
3k T m0
3 kT 2
E
N
3 kT 2
m M
NA
3 kT 2
3RT
2
E 3i RT
2
内能是一个状态量，是状态函数
内能增加为正
热力学第一定律： ΔE Q W dE dQ dW
热力学第一定律是包括热现象在内的能量守恒定律， 是自然界的普遍规律之一，对气体、液体、固体系 统均适用。
的功，吸收热量和内能 的增量？过程 abc内能的增量？
pV vRT
Ta
pV vR
6 10 3 2 8.3
361K
p(105 Pa)
6
a
Tb 301K Tc 331K
过程ab 等体过程 CV
Wab 0
Qab
v
3 2
RTab
3R 2 1.50103 J
5
Eab
bc 10 11V (103 m3)
热学第2章 热力学第一定律和热力学第二定律
W V2 pdV V1
其物理意义为 p V图上 过程曲线与 V轴所包的面积
吸热过程：（吸收热量为正）
Q cm(t2 t1) Q C(T2 T1)
比热
摩尔热容
摩尔热容C的定义： 1mol理想气体温度升高1度所吸收的热量
dQ νCdT
C 1 dQ ν dT