成都理工大学：《大学物理》课程教学资源（PPT课件）第六章 热力学基础（6.2）准静态过程功热量

6-2准静恋过程功热量 热力学过程 当系统的状态随时间变化时,我们就说系统在 经历一个热力学过程,简称过程。过程发生时,系 统往往由一个平衡状态受到破坏,再达到一个新的 平衡态。从平衡态破坏到新平衡态建立所需的时间 称为弛豫时间,用T表示。实际发生的过程往往进行 的较快,在新的平衡态达到之前系统又继续了下 步变化。这意味着系统在过程中经历了一系列非平 衡态,这种过程为非静态过程。作为中间态的非平 衡态通常不能用状态参量来描述

6-2 准静态过程 功 热量 当系统的状态随时间变化时，我们就说系统在 经历一个热力学过程，简称过程。过程发生时，系 统往往由一个平衡状态受到破坏，再达到一个新的 平衡态。从平衡态破坏到新平衡态建立所需的时间 称为弛豫时间，用τ表示。实际发生的过程往往进行 的较快，在新的平衡态达到之前系统又继续了下一 步变化。这意味着系统在过程中经历了一系列非平 衡态，这种过程为非静态过程。作为中间态的非平 衡态通常不能用状态参量来描述

准静态过程(理想化的过程) 个过程,如果任意时刻的中间态都无限接近 于一个平衡态,则此过程为准静态过程。显然,这 种过程只有在进行的“无限缓慢”的条件下才可能 实现。对于实际过程则要求系统状态发生变化的特 征时间远远大于弛豫时间τ才可近似看作准静态 过程。 显然作为准静态过程中间状态的平衡态,具有 确定的状态参量值,对于简单系统可用P—V图上的 点来表示这个平衡态。系统的准静态变化过程可 用P—V图上的一条曲线表示,称之为过程曲线。准 静态过程是一种理想的极限,但作为热力学的基础, 我们要首先着重讨论它

一 准静态过程（理想化的过程） 一个过程，如果任意时刻的中间态都无限接近 于一个平衡态，则此过程为准静态过程。显然，这 种过程只有在进行的“无限缓慢”的条件下才可能 实现。对于实际过程则要求系统状态发生变化的特 征时间远远大于弛豫时间τ才可近似看作准静态 过程。 显然作为准静态过程中间状态的平衡态，具有 确定的状态参量值，对于简单系统可用P—V图上的 一点来表示这个平衡态。系统的准静态变化过程可 用P—V图上的一条曲线表示，称之为过程曲线。准 静态过程是一种理想的极限，但作为热力学的基础， 我们要首先着重讨论它

砂子 p1|--(P11) 活塞 2(p2,V2,2) 气体 无摩擦准静态过程,其特点是没有摩擦力,外 界在准静态过程中对系统的作用力,可以用系统本 身的状态参量来表示

气体 活塞 砂子 ( , , ) 1 V1 T1 p ( , , ) 2 V2 T2 p V1 V2 1 p 2 p p o V 1 2 无摩擦准静态过程，其特点是没有摩擦力，外 界在准静态过程中对系统的作用力，可以用系统本 身的状态参量来表示

功(过程量)宏观运动能量热运动能量 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 准静态过程功的计算(无 摩擦) (pl, V, T) dw= fdl= psdz dw=pd! (P2V2,72) dw= pdy o V yy+dy v W 1不同过程的功负功正动

二 功（过程量） 宏观运动能量 热运动能量 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 . 准静态过程功的计算（无 摩擦） dW  Fdl  pSdl dW  pdV   2 1 d V V W p V

由积分意义可知,用"=pdH求 出功的大小等于PV图上过程曲线P=P(V)下的 面积。比较过程曲线下的面积可知,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。 三热量(过程量) 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 O T<T

由积分意义可知，用 求 出功的大小等于P—V 图上过程曲线P=P(V)下的 面积。比较过程曲线下的面积可知，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 W p V 三 热 量（过程量） 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 . T1 T2 T1 T2 功与热量的异同 Q

1)过程量:与过程有关; 2)等效性:改变系统热运动状态作用相同; 1卡=418J,1J=0.24卡 3)功与热量的物理本质不同 功 宏观运动 →分子热运动 分子热运动热量 分子热运动

1）过程量：与过程有关； 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不同 . 宏观运动 分子热运动 功 分子热运动 分子热运动 热量