大学物理之热力学第一定律.ppt

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密码：daxuewuli大学物理（下）内容提要第九章§9-1热力学的基本概念状态参量：描述热力学系统状态的物理量。体积(V)：9-1-2平衡态准静态过程热力学过程：热力学系统的状态随时间发生变化的过程。9-1-3理想气体状态方程标准状态：理想气体状态方程：分子质量为m0，气体分子数为N，分子数密度n。例1:若理想气体的体积为V，压强为p，温度为T，一个分子的质量为m，k为玻尔兹曼常量，R为普适气体常量，则该理想气体的分子数为例1:若理想气体的体积为V，压强为p，温度为T，一个分子的质量为m，k为玻尔兹曼常量，R为普适气体常量，则该理想气体的分子数为9-2-1改变系统内能的两条途径热功当量改变系统内能的两种不同方法：热量(Q)：系统之间由于热相互作用而传递的能量。9-2-2热力学第一定律的数学描述符号规定：9-2-3准静态过程中热量、功和内能1.此过程所作的功反映在P-V图上，就是曲线下的面积。准静态过程中热量的计算摩尔热容量：1mol物质的热容量。定压摩尔热容：1mol理想气体在压强不变的状态下，温度升高一度所需要吸收的热量。定体摩尔热容与定压摩尔热容的关系微过程的热量计算式：即有1.等体过程2.等压过程3.等温过程例1一定量的理想气体，由状态a经b到达c。（图中abc为一直线），求此过程中： 刚性双原子分子的理想气体在等压下膨胀所作的功为W，则传递给气体的热量是多少？例3.质量为2.810-3kg，压强为1atm，温度为27℃的氮气。先在体积不变的情况下使其压强增至3atm，再经等温膨胀使压强降至1atm，然后又在等压过程中将体积压缩一半。试求氮气在全部过程中的内能变化，所作的功以及吸收的热量，并画出P-V图。V3等容过程：等压过程：一、绝热过程绝热线与等温线比较例:1mol单原子理想气体,由状态a(p1,V1)先等压加热至体积增大一倍，再等容加热至压力增大一倍，最后再经绝热膨胀，使其温度降至初始温度。如图，试求：（1）状态d的体积Vd；（2）整个过程对外所作的功;（3）整个过程吸收的热量。再根据绝热方程（3）计算整个过程吸收的总热量有两种方法方法二：对abcd整个过程应用热力学第一定律：9-4-1循环过程循环特征：E=0循环过程的分类：9-4-2热机和制冷机致冷过程：外界作功W，系统吸热Q2，放热Q1。9-4-3卡诺循环及其效率12：与温度为T1的高温热源接触，T1不变，体积由V1膨胀到V2，从热源吸收热量为:对绝热线23和41：说明：理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小(图中阴影部分)分别为S1和S2，则二者的大小关系是：例:1mol氧气作如图所示的循环.求循环效率.例3.210-2kg氧气作ABCD循环过程。AB和CD都为等温过程，设T1=300K，T2=200K，V2=2V1。求循环效率。吸热