昆明理工大学：《大学物理》课程教学资源（PPT课件，英文版）第七章 热力学基础 Fundamentals of Thermodynamics

§7—1内能功热量 §7-2热力学第一定律 §7-3热力学第一定律对理想气体等体 等压等温过程的应用 §74气体的热容 §7-5热力学第一定律对理想气体绝热过 程的应用 §76循环过程卡诺循环热机的效率 §7—7热力学第二定律 §78可逆过程和不可逆过程卡诺定理 §79熵 §7—10热力学第二定律的统计意义

§7—6 循环过程 卡诺循环 热机的效率 §7—7 热力学第二定律 §7—8 可逆过程和不可逆过程 卡诺定理 §7—9 熵 §7—10 热力学第二定律的统计意义 §7—2 热力学第一定律 §7—5 热力学第一定律对理想气体绝热过 程的应用 §7—3 热力学第一定律对理想气体等体 等压 等温过程的应用 §7—1 内能 功 热量 §7—4 气体的热容

学基 L解内能,功和热量的穊悆。掌握热力学第一定律 和在理想气体名种等值过程中的应用 2理解热量的穊念,掌握能量自由度均分定理 3眀确循环的意乂,能对单循环进行计算。了解热 力学第二定律和卡蜡定理的意义

1.理解内能，功和热量的概念。掌握热力学第一定律 和它在理想气体各种等值过程中的应用； 2.理解热容量的概念，掌握能量按自由度均分定理； 3.明确循环的意义，能对简单循环进行计算。了解热 力学第二定律和卡诺定理的意义。 教学基本要求

热力学的研究方法 不涉及物质的微观结构,以实验定律为基 础,从能量观点出发,用能量守恒及转换定律 研究大量分子热运动所表现出来的宏观规律, 即研究状态变化过程中有关热、功转换的关系 和条件。 热力学是热现象的宏观理论

热力学的研究方法： 不涉及物质的微观结构，以实验定律为基 础，从能量观点出发，用能量守恒及转换定律 研究大量分子热运动所表现出来的宏观规律， 即研究状态变化过程中有关热、功转换的关系 和条件。 热力学是热现象的宏观理论

§7—1内能、功、热量 系统的内能 热力学系统:被研究的一定量的物质或物体系 (气、液、固),简称系统。 外界:与系统发生作用的环境。 系统可分为: ■一般系统:与外界有功、有热交换; ■透热系统:与外界无功、有热交换; ■绝热系统:与外界有功、无热交换; ■封闭系统:与外界无功、无热交换

一、系统的内能 §7—1 内能、功、热量 系统可分为： ■一般系统：与外界有功、有热交换； ■透热系统：与外界无功、有热交换； ■绝热系统：与外界有功、无热交换； ■封闭系统：与外界无功、无热交换。 外界：与系统发生作用的环境。 热力学系统：被研究的一定量的物质或物体系 （气、液、固），简称系统

内能是指物体内部大量分子的无规则运动 (平动、转动及振动)的动能和分子间相互作 用的势能之总和。 内能=∑分子各种动能+∑分子间势能 系统的内能取决于系统的状态,是系统 状态的单值函数: 内能E=f(T、V=f(T、P)=f(VP)

内能是指物体内部大量分子的无规则运动 （平动、转动及振动）的动能和分子间相互作 用的势能之总和。 系统的内能取决于系统的状态，是系统 状态的单值函数： 内能= 分子各种动能+分子间势能 内能 E = f（T、V）= f（T、P）= f（V、P）

内能是状态的单值函数,内能的变化只与始 末状态有关,与过程无关。 对理想气体,分子间无相互作用力,没有势 能,理想气体的内能等于所有气体分子的动能之 和。即理想气体的内能只是温度的函数,内能的 变化只取决于温度的变化。 E(S LRT

对理想气体，分子间无相互作用力，没有势 能，理想气体的内能等于所有气体分子的动能之 和。即理想气体的内能只是温度的函数 ，内能的 变化只取决于温度的变化。 内能是状态的单值函数，内能的变化只与始 末状态有关，与过程无关。 RT i M m E T 2 ( ) = PV i 2 =

二、热与功的等效性 如图:温度都由T1→72国 状态发生了相同的变化。 传热等效 作功 加热搅拌作功 因为功是能量传递的一种形式,是系统能量变 化的一种量度。所以热量也是能量传递的一种形式, 是系统能量变化的一种量度

二、热与功的等效性 如图：温度都由 T1→ T2 状态发生了相同的变化。 因为功是能量传递的一种形式，是系统能量变 化的一种量度。 所以热量也是能量传递的一种形式， 是系统能量变化的一种量度。 传热 —— 作功 等效 加热 搅拌作功

焦耳实验 功和热量可以用相 同的单位:焦耳(J) 热功当量:

焦耳实验 1cal = 4.18J 功和热量可以用相 同的单位：焦耳（J）。 热功当量：

7—2熟力学第一定律 系统从外界吸收的热量在数量上等于该过中系 统内能的增量及系统对外界作功的总和。 Em(微小过程) 热力学第一定律 热力学第一定律的实质: 包括热现象在内的能量守恒与转换定律

dQ = dE + dW —— 热力学第一定律 系统从外界吸收的热量在数量上等于该过中系 统内能的增量及系统对外界作功的总和。 （微小过程） §7—2 热力学第一定律 热力学第一定律的实质： 包括热现象在内的能量守恒与转换定律

热力学第一定律指出: 第一类永动机是不可能实现的。 第一类永动机: E2-E1=0(循环) Q=0 (外界不供给能量) W>0 (对外界作功)

热力学第一定律指出： 第一类永动机是不可能实现的。 第一类永动机： E2 - E1= 0 （循环） Q = 0 （外界不供给能量） W > 0 (对外界作功)