热学 等温过程和绝热过程分析.ppt

第四章热力学基础 4 – 4 理想气体的等温过程和绝热过程 一 等温过程 热力学第一定律 恒温热源 T 1 2 特征 常量 过程方程 常量 1 2 等温膨胀 W 1 2 W 等温压缩 W W 1 2 二 绝热过程 与外界无热量交换的过程 特征 绝热的汽缸壁和活塞 热一律 若已知 及 1 2 W 从 可得 由热力学第一定律有 绝热过程方程的推导 分离变量得 1 2 绝 热 方 程 常量 常量 常量 1 2 W 绝 热 膨 胀 1 2 W 绝 热 压 缩 W W 三 绝热线和等温线 绝热过程曲线的斜率 等温过程曲线的斜率 绝热线的斜率绝对值大于等温线的斜率绝对值. 常量 常量 A B C 常量 例1 设有 5 mol 的氢气，最初的压强为 温度为 ，求在下列过程中，把氢气压缩为原体积的 1/10 需作的功: 1）等温过程，2）绝热过程 . 3）经这两过程后，气体的压强各为多少？ 解 1）等温过程 2）氢气为双原子气体 由表查得 ，有 1 2 常量 3）对等温过程 对绝热过程, 有 1 2 常量 例2 氮气液化， 把氮气放在一个绝热的汽缸中.开始时,氮气的压强为50个标准大气压、温度为300K; 经急速膨胀后,其压强降至 1个标准大气压,从而使氮气液化 . 试问此时氮的温度为多少 ? 解 氮气可视为理想气体, 其液化过程为绝热过程. 氮气为双原子气体由表查得 例3 在一气缸内放有一定量的水，活塞与汽缸间的摩擦不计缸壁由良导热材料制成. 作用于活塞上的压强 . 开始时, 活塞与水面接触. 若使环境 (热源) 温度非常缓慢地升高到 . 求把单位质量的水汽化为水蒸汽 , 水的内能改变了多少? 已知水的汽化热为 水的密度 水蒸汽的密度 解 水汽化所需的热量 水汽化后体积膨胀为 水 水蒸气 热源 水 水蒸气 热源 第四章热力学基础 4 – 4 理想气体的等温过程和绝热过程