第三节热力学第一定律第四节热力学第二定律.ppt
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绝热过程方程(泊松方程) 结论:绝热线比等温线陡峭 例2(4694)某理想气体在P-V图上等温线 与绝热线相交于A点,如图,已知A点的 压强P1=2×105Pa,体积V1=0.5×10-3m3, 而且A点处等温线斜率与绝热线斜率之 比为0.714,现使气体从A点绝热膨胀至 B点,其体积V2=1×10-3m3 。求 (1)B点处的压强 (2)在此过程中气体对外作的功 例2(4694)图 例3(5078)一个可以自由滑动的绝热活塞 (不漏气)把体积为2V0的绝热容器分成 相等的两部分A、B。 A、B中各盛有摩 尔数为?的刚性分子理想气体,(分子 的自由度为 )温度均为T0。今用一外力 作用于活塞杆上,缓慢地将A中气体的 体积压缩为原体积的一半。忽略摩擦以 及活塞杆的体积。求外力作的功。 同理有 (练习)如图所示,一个四周用绝热材 料制成的气缸,中间有一固定的用导热 材料制成的导热板C把气缸分成A、B两 部分。D是一绝热的活塞。A中盛有1mol氦气,B中盛有1mol氮气(均视为刚性分子的理想气体)。今外界缓慢地移动活塞D,压缩A部分的气体,对气体作功为A,试求在此过程中B部分气体内能的变化。 (练习)如图所示,C是固定的绝热壁, D是可动活塞,C、D将容器分成A、B两部分。 开始时A、B两室中各装入同种类的理想气体, 它们的温度T、体积V、压强P均相同,并与大 气压强相平衡。现对A、B两部分气体缓慢地 加热,当对A和B给予相等的热量Q以后,A室 中气体的温度升高度数与B室中气体的温度升 高度数之比为7:5。求: (1)求该气体的定容摩尔热容CV和定压摩 尔热容CP (2)B室中气体吸收的热量有百分之几用于 对外做功? (练习)一定量的理想气体,从P-V图 上初态a经历(1)或(2)过程到达末 态b,已知a、b两态处于同一条绝热线 上(图中虚线是绝热线),问两过程中 气体吸热还是放热? (A)(1)过程吸热 (2)过程放热 (B)(1)过程放热 (2)过程吸热 (C)两种过程都吸热 (D)两种过程都放热 绝热方程推导: 见书P118~119 (3)“绝热摩尔热容” 等温线 斜率 绝热线 斜率 (4)绝热线与等温线的比较 同一点 斜率之比 绝热 等温 自学绝热自由膨胀P122~124 过程 特征 参量关系 Q A ?E 等容 等压 等温 绝热 V 常量 P 常量 T 常量 (P/T)=常量 (V/T)=常量 PV = 常量 常量 常量 常量 = = = g - - g - g g T P T V PV 1 1 例1(4346)试证明 刚性分子理想气体 作等压膨胀时,若从外界吸收的热量为 Q,则其气体分子平均动能的增量为 Q/(?NA), 式中??为比热容比。 证明: 理想气体分子平均动能的增量 对等压过程 一摩尔刚性分子 理想气体 解: (1)B点处的压强 由绝热过程方程 (双原子分子) (2)在此过程中气体对外作的功 所以,外力作的功应 等于A、B容器内气体内能的总增量。 例3(5078)解答 设:A、B中气体末态的温度分别为T1和T2 , A、B中气体内能的增量分别为?EA和?EB 。 因为容器是绝热的, 即: 氦气 氮气 (1) (2) 四、循环过程及卡诺循环 1. 循环过程: 物质系统经历一系列的变化过程又回到初始状态,这样周而复始的变化过程称为循环过程,简称为循环。 过程按顺时针进行叫正循环,反之,叫逆循环。 (1)特征 d E=0 ?E=0 (3)热功计算:按各不同的分过程进行,总合起来求得 整个循环过程的净热量、净功。 (2)通过各种平衡过程组合起来实现。 (1) 热机(Heat Engine) 利用工作物质持续不断地把热转化为功的装置。 2. 热机
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