三峡大学理学院：《大学物理》PT电子教案_第七章 热力学基础（张甫宽）

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7-1内能功和热量准静态过程 能 实际气体内能:所有分子热运动的动能和分 子间势能的总和。 内能是状态参量T的函数。 理想气体内能: M M E rT △E R(T-T M,2 M2 内能是状态量是状态参量T的单值函数

一、内能 实际气体内能：所有分子热运动的动能和分 子间势能的总和。 理想气体内能： RT i M M E mol 2 = 内能是状态量,是状态参量T的单值函数。 7-1 内能 功和热量 准静态过程 内能是状态参量T、V的函数。 ) 2 R T2 T1 i M M E mol  = （ −

二、物 当活塞移动微小位移时 系统对外界所作的元功为 P FS-P da= Fdl= psal= pdr 光滑 系统体积由v变为V2,系统对外界作总功为 da d 强调 (1)气体膨胀(d>0,dA>0),系统 对外作正功;反之,系统对外作负功

当活塞移动微小位移dl 时， 系统对外界所作的元功为： dA = Fdl = pSdl = pdV 系统体积由V1变为V2，系统对外界作总功为：   = = 2 1 V V A dA pdV 二、功 dl pe p F S 光滑 强调： （1）气体膨胀 （ dV  0, dA  0 ），系统 对外作正功；反之 ，系统对外作负功

A=pdv (2)在P图上,系统对外作的功与过程 曲线下方的面积相等。 (3)功是过程量,与过程 b 的路径有关。 pPpp 三、热量 0 通常将两系统间由于温度不同而传递的能量, 称为热量

（3）功是过程量，与过程 的路径有关。  = 2 1 V V A pdV • • p V p b a V V2 V1 V + dV I o II p2 p1 （2）在P—V图上，系统对外作的功与过程 曲线下方的面积相等。 三、热量 通常将两系统间由于温度不同而传递的能量， 称为热量

若质量为M,比热为c的系统,在某一微小的吸热 过程中温度变化T,则它在该过程吸收的热量: do= McdT' 摩尔热容Cm:lmol物质温度升高ⅠK所吸收的热量 M do c dT mol M Q M mml 强调 (1)Q>0,系统吸收热量;反之。 (2)热量是过程量

C (T T ) M M Q m mol = 2 − 1 摩尔热容Cm：1mol 物质温度升高1K所吸收的热量 dQ = McdT 若质量为M，比热为c 的系统，在某一微小的吸热 过程中温度变化dT，则它在该过程吸收的热量： C dT M M dQ m mol = 强调： （1） Q  0 ，系统吸收热量；反之。 （2）热量是过程量

7-2热力学第一定律 热力学第一定槔 某一过程,系统从外界吸热Q,对外界做功A,系统 内能从初始态E变为E2,则由能量守恒 ∠E+A 规定 Q>0,系统吸收热量;Q0,系统对外作正功;A0系统內能增加,AE<0,系统內能减少

一、热力学第一定律 某一过程，系统从外界吸热 Q，对外界做功 A，系统 内能从初始态 E1变为 E2，则由能量守恒： Q = E + A Q>0，系统吸收热量；Q0,系统对外作正功；A0,系统内能增加，E<0,系统内能减少。 规定： 7-2 热力学第一定律

对无限小过程 d o=dE +da 对于准静态过程,如果系统对外作功是通过体 积的变化来实现的,则 de=dE+pdy Q=AE+pdy 热力学第一定律另一表述 制造第一类永动机(能对外不断自动作功而不需 要消耗任何燃料、也不需要提供其他能量的机器)是 不可能的

dQ = dE + dA 对无限小过程 对于准静态过程，如果系统对外作功是通过体 积的变化来实现的，则  = + 2 1 V V dQ = dE + pdV Q E pdV 热力学第一定律另一表述： 制造第一类永动机(能对外不断自动作功而不需 要消耗任何燃料、也不需要提供其他能量的机器)是 不可能的

热一律在理想气体等值过裎中的发用 dQ=dE pdv 1、等体过程 p\ b 特征:≠恒量或lV=0 过程方程:PT-1= Const A=0 M i M Q1=△E R(T2-71) C,△T M,2 M mo 定体摩尔热容量Cr:lmol气体在等体过程中温度升高 IK所吸收的热量。 R

二、热一律在理想气体等值过程中的应用 1、等体过程 T2 T1 p V 0 a b C T M M V mol =  dQ = dE + pdV 特征： V=恒量或dV=0 过程方程： PT = Const −1 AV = 0 定体摩尔热容量CV : 1mol 气体在等体过程中温度升高 1K 所吸收的热量。 R i CV 2 = ( ) 2 R T2 T1 i M M Q E mol V =  = −

do=dE +pd p 2、等压过程 特征:p=恒量 过程方程:Th= Const 1 M pdv=p(v-vo R(12-71) M mol △E= M C1△TQ M mol 定体摩尔热容量Cn:1mol气体在等压过程中温度 升高1K所吸收的热量。 C P Cy+R

2、 等压过程 ( ) 2 1 2 1 A pdV p V V V V p = = −  ( ) R T2 T1 M M mol = − 1 2 p O V1 V2 V ( ) C T2 T1 M M Q p mol p = − dQ = dE + pdV 特征： p =恒量 过程方程： VT = Const −1 C T M M E V mol  =  Cp = CV + R 定体摩尔热容量Cp : 1mol 气体在等压过程中温度 升高1K 所吸收的热量

比热容比 P i+2 P pPI 3、等温过程 P I 特征:T=恒量或lr=0 O v2 V 过程方程:p= Const △E=0 RT in M mol

3 、 等温过程 12 ln VV RT MM Q A mol T = T = p V p 1 p2 I I I . . O V1 V2 比热容比 ： i i Vp CC + 2  = = 特征 ： T =恒量 或dT=0 过程方程 ： pV = Const E = 0