大学物理下册课件第十一章热力学基础.pptx

第十一章热力学基础

内能以理想气体为系统，与之相互作用的环境称为外界。热力学系统（系统）需研究的对象——气、液、固，也称为工作物质。内能：大量分子的平均动能与分子间相互作用的势能的总和．实际气体：E=E(T,V)对于理想气体，由于分子间无相互作用力，所以，理想气体的内能等于所有气体分子的动能之和11—1内能功热量

VPoA（P１V１T１）C（P２V２T２）确定的状态确定的E确定的E确定的状态定T总能量＝机械能+内能（忽略）（热运动的内能）系统的内能取决于系统的温度，是系统温度的单值函数.

三．传热Q作功W传热是通过分子间相互作用来完成的．注意：内能是状态量，作功与传热是过程量0102传热与作功均能改变系统的内能．作功是通过物体作宏观位移来完成的．传热与过程相系，说某状态有多少热量是无意义的．热量传递是能量转换的形式．传热是通过分子间的相互作用来完成．行为方式上存在本质区别：

热力学第一定律01WQ改变系统内能通过大量的事实总结得出：热力学第一定律的形式：系统吸收的热量，一部分使自身内能改变，另一部分对外作功．060203040511—2热力学第一定律

热力学第一定律中各量的符号：Q＋：系统吸热热量－：系统放出热量W＋：系统对外界作功－：外界对系统作功＋：系统内能增加－：系统内能减少热一定律是热学中能量的转换与守恒定律第一类永机：Q＝００知第一类永动机不可能实现

二．热一中各量在平衡过程中的表示：１．内能VPoA（P１V１T１）C（P２V２T２）对于理想气体，内能暗量只与始末态的温度有关，而与过程无关．

２.功的计算以气体膨胀过程中气体作功为例.仍从功的定义出发.过程进行缓慢，认为活塞匀速向右运动，则当体从,气体所作的功为P与V有关P与V无关

从数学上看,P-V图过程曲线下所围的面积=W由P－V图可知：功的大小与所经历的过程有关,即为所对应的过程曲线下的面积，因而功是过程量.W３．吸热从热力学第一定律知,热量与功有关,因而热量也是过程量.

２．p-V图:平行于p轴的直线.§11—3热力学第一定律对理想气体三等值过程及绝热过程的应用一．等体过程pOＶＶp1p2３．热一的具体形式:ａV=恒量１．特征:即V=恒量或一系列温度渐增热源p,TQV

ｂ４．定体摩尔热容CV:传热的多少，只取决于内能的增加，即温度的增加．在等体过程中,气体不对外作功,气体从外界吸收的能量全部转化为气体的内能.中学比热a．定体摩尔热容定义：在等体过程中，对1mol的气体，当其温度升高（或降低）1k时所吸收（或放出）的热量．

01等体摩尔热容：02对元过程来说，热一在等体过程中03理想气体CV，只与气体自由度有关，与温度无关．04过程方程b．表示及计算

二．等压过程１．特征:p=恒量或.pVOp２．p-V图:平行于V轴的直线.３．热一的具体形式:Q一系列温度渐增热源V，Tp

系统从外界吸收的热量增加系统内能在等压过程中对外作功当气体从状态I(p,V1,T1)变到状态II(p,V2,T2)时

1热一的元过程2等压下，除吸放热外，还要作功.3等压摩尔热容：可见吸收的热量一部分用来增加内能,一部分对外作功.

５.过程方程迈耶公式泊松比

１．特征:T=恒量或.三．等温过程２．p-V图:双曲线的一支.VOpp1p2３．热一的具体形式:恒温热源TTV，pQ逐点取下砂粒等温膨胀

可见吸收的热量全部用来对外作功.４.过程方程四．绝热过程的应用１．特征:系统与外界无热量交换.２.过程方程记住

３．热一的具体形式:系统要对外做功，必须以牺牲自身的内能为代价．绝热线比等温线陡.4．P-V图:一条曲线.绝热线等温线pVOA

三、绝热线和等温线的比较绝热曲线的斜率等温曲线的斜率因为?＞1，绝热线斜率的绝对值比等温线的大，IIIOV1V2Vpp等温线绝热线所以绝热线要陡一些由pV=C和pV=C得g

由(PA,VA)膨胀同样体积微观解释：等温绝热故对相同的体积变化，绝热过程的压强变化更大O?VVpp等温线绝热线?pT

例题11-1(p.195)设一定质量的单原子理想气体,开始时压强为3.039×105Pa,体积为1L,先作等压膨胀到体积为2L,再作