《普通物理学》课程教学资源（PPT课件）第六章 热力学基础 6-1 热力学第零定律和第一定律

§6-1热力学第零定律和第一定律 一、热力学第零定律 如果物体A和处于确定状态的物体B热接触而 处于热平衡，另有物体C和此物体B也热接触而处于 热平衡，那么，物体A和物体C热接触就必定也处于 热平衡。这个结论称为热力学第零定律。 二、热力学过程 热力学系统从一个平衡态过渡到另一个平衡 态所经过的变化历程就称为热力学过程。 准静态过程：在过程中每一时刻，系统都处于平 衡态，这是一种理想过程。 上美不家返可退此

上页 下页 返回 退出 一、热力学第零定律 如果物体A和处于确定状态的物体B 热接触而 处于热平衡，另有物体C和此物体B也热接触而处于 热平衡，那么，物体A和物体C热接触就必定也处于 热平衡。这个结论称为热力学第零定律。 二、 热力学过程 热力学系统从一个平衡态过渡到另一个平衡 态所经过的变化历程就称为热力学过程。 准静态过程：在过程中每一时刻，系统都处于平 衡态，这是一种理想过程。 §6-1 热力学第零定律和第一定律

例：系统（初始温度T1)从外界吸热 系统T1 从T到T,是准静态过程 △T内小量 T+△T T1+2△TT1+3△T T 因为状态图中任何一点都代表系统的一个平衡态， 故准静态过程可以用系统的状态图，如p一V图（或p-T 图，-T图)中一条曲线表示，反之亦如此。 让美觉返司退

上页 下页 返回 退出 例：系统（初始温度 T1）从外界吸热 从 T1 到 T2 是准静态过程 因为状态图中任何一点都代表系统的一个平衡态， 故准静态过程可以用系统的状态图，如p-V图（或p-T 图，V-T图）中一条曲线表示,反之亦如此。 系统T1 T1+T T1+2T T1+3T T2 T为小量

三、功热量内能 1.气体体积变化所作的功 以气体膨胀过程为例 气体对外界作元功为 dA=Fdl pSdl pdv 准静态过程（状态1到状态2）气 体对外界作功为 2 A=∫dM=6pdw o V 上美子意蕴可退

上页 下页 返回 退出 准静态过程（状态1到状态2）气 体对外界作功为 d d d d A F l pS l p V = = = 1.气体体积变化所作的功 2 1 d d V V A A p V = =   u F dl 气体对外界作元功为 以气体膨胀过程为例 三、功 热量 内能 V p 1 2 O V1 V2

A=∫dA=JGpw dV>0,dA>0,系统对外作正功； dV<0,dA<0,系统对外作负功； dV=0,d4=0,系统不作功。 1-f"par 由积分意义可知，功的大小等于V图上过程曲 线()下的面积。功的数值不仅与初态和末态有关， 而且还依赖于所经历的中间状态，功与过程的路 径有关。 让美下觉返同速

上页 下页 返回 退出 d 0, d 0, V A   系统对外作正功； d 0, d 0, V A   系统对外作负功； d 0, d 0, V A = = 系统不作功。 2 1 d d V V A A p V = =   由积分意义可知，功的大小等于p-V 图上过程曲 线p(V)下的面积。功的数值不仅与初态和末态有关， 而且还依赖于所经历的中间状态，功与过程的路 径有关。 2 1 d V V A p V = 

2.气体的内能 理想气体内能： E- LRT 内能是状态量，是状态参量T的单值函数。 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、的单值函数。 让意了京适可：退此

上页 下页 返回 退出 2.气体的内能 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： mol 2 m i E RT M = 内能是状态量,是状态参量T的单值函数。 内能是状态参量T、V的单值函数

系统内能改变的两种方式 a.作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 b.热量传递可以改变系统的内能 热量是过程量 使系统的状态改变，传热和作功是等效的。 作功是系统热能与外界其他形式能量转换的量度。 热量是系统与外界热能转换的量度。 让美觉返司退

上页 下页 返回 退出 系统内能改变的两种方式 作功是系统热能与外界其他形式能量转换的量度。 a. 作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 b. 热量传递可以改变系统的内能 热量是过程量 热量是系统与外界热能转换的量度。 使系统的状态改变，传热和作功是等效的

四、热力学第一定律 Q=(E2-E)+A=△E+A 上式就是热力学第一定律，是包含热量在内的能量 守恒定律。 2>0 系统从外界吸热； Q0 系统对外界作功； A≤0 外界对系统作功； ΛE>0 系统内能增加； △E<0 系统内能减少。 让意不意适回退收

上页 下页 返回 退出 Q = (E2 − E1 )+ A= E + A Q  0 系统从外界吸热； Q  0 系统向外界放热； A  0 系统对外界作功； A  0 外界对系统作功； E  0 系统内能增加； E  0 系统内能减少。 上式就是热力学第一定律，是包含热量在内的能量 守恒定律。 四、热力学第一定律

对无限小过程 do=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 Q=AE+ do dE+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。 让美下觉返司速此

上页 下页 返回 退出 d d d Q E A = + 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 d V V Q E p V =  +  d d d Q E p V = + 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

选择进入下一节 §6-0教学基本要求 §6-1热力学第零定律和第一定律 §6-2热力学第一定律对于理想气体准静态过程的应用 §63循环过程卡诺循环 §6-4热力学第二定律 §6-5可逆过程与不可逆过程 卡诺定理 §6-6熵玻耳兹曼关系 §67熵增加原理热力学第二定律的统计意义 *§6-8耗散结构信息熵

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