《8-1 準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程 功 熱量》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《8-1 準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程 功 熱量（36頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、熱力學(xué)基礎(chǔ)熱力學(xué)基礎(chǔ)熱力學(xué)基礎(chǔ)熱力學(xué)基礎(chǔ)第第第第 八八八八 章章章章1本章目錄本章目錄8-18-1 準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程 功功 熱量熱量8-28-2 熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律 內(nèi)能內(nèi)能8-38-3 理想氣體的等體過(guò)程和等壓過(guò)程理想氣體的等體過(guò)程和等壓過(guò)程 摩爾熱容摩爾熱容8-48-4 理想氣體的等溫過(guò)程和絕熱過(guò)程理想氣體的等溫過(guò)程和絕熱過(guò)程物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版8-58-5 循環(huán)過(guò)程循環(huán)過(guò)程 卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)2 第 一節(jié)準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程 功 熱量 3一、準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程一、準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程*準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程是理想化過(guò)程、準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程是理想化過(guò)程、無(wú)限無(wú)限具有相對(duì)意義具有相對(duì)意義 熱力學(xué)系統(tǒng)在外界影響下發(fā)生的狀態(tài)變

2、化稱(chēng)為熱熱力學(xué)系統(tǒng)在外界影響下發(fā)生的狀態(tài)變化稱(chēng)為熱力學(xué)過(guò)程，簡(jiǎn)稱(chēng)過(guò)程力學(xué)過(guò)程，簡(jiǎn)稱(chēng)過(guò)程 在過(guò)程進(jìn)行中的任一時(shí)刻，系統(tǒng)都在過(guò)程進(jìn)行中的任一時(shí)刻，系統(tǒng)都無(wú)限無(wú)限接近平接近平衡態(tài)，這樣的過(guò)程稱(chēng)為準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程衡態(tài)，這樣的過(guò)程稱(chēng)為準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。4 準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程（理想化的過(guò)程）（理想化的過(guò)程）準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程：從一個(gè)平衡態(tài)到另一平衡態(tài)所經(jīng)過(guò)準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程：從一個(gè)平衡態(tài)到另一平衡態(tài)所經(jīng)過(guò)的每一中間狀態(tài)均可近似當(dāng)作平衡態(tài)的過(guò)程的每一中間狀態(tài)均可近似當(dāng)作平衡態(tài)的過(guò)程.氣體氣體活塞活塞砂子砂子125二二 功功（過(guò)程量）（過(guò)程量）功是能量傳遞和轉(zhuǎn)換的量度，它引起系統(tǒng)熱運(yùn)動(dòng)功是能量傳遞和轉(zhuǎn)換的量度，它引起系統(tǒng)熱運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)的

3、變化狀態(tài)的變化.準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程功的計(jì)算準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程功的計(jì)算注意：注意：作功與過(guò)程有關(guān)作功與過(guò)程有關(guān).W=W=曲線下包圍的面積曲線下包圍的面積6功的計(jì)算功的計(jì)算:s 若若W0 系統(tǒng)對(duì)外界作功系統(tǒng)對(duì)外界作功若若 W 0 0 系統(tǒng)吸熱系統(tǒng)吸熱 E 0 0 系統(tǒng)內(nèi)能增加系統(tǒng)內(nèi)能增加 W 0 0 系統(tǒng)對(duì)外界作功系統(tǒng)對(duì)外界作功 熱力學(xué)第一定律是反映熱現(xiàn)象中熱力學(xué)第一定律是反映熱現(xiàn)象中 能量轉(zhuǎn)化與守恒的定律。能量轉(zhuǎn)化與守恒的定律。14 1）能量轉(zhuǎn)換和守恒定律能量轉(zhuǎn)換和守恒定律.第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)是不第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)是不可能制成的可能制成的.2）實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，自然界的普遍規(guī)律實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，自然界的普遍規(guī)律.+系統(tǒng)吸熱系統(tǒng)吸熱

4、系統(tǒng)放熱系統(tǒng)放熱內(nèi)能增加內(nèi)能增加內(nèi)能減少內(nèi)能減少系統(tǒng)對(duì)外界做功系統(tǒng)對(duì)外界做功外界對(duì)系統(tǒng)做功外界對(duì)系統(tǒng)做功第一定律的符號(hào)規(guī)定第一定律的符號(hào)規(guī)定物理意義物理意義15 第 三 節(jié)理想氣體的等體過(guò)程和等壓過(guò)程16單位單位一一 等體過(guò)程等體過(guò)程 定體摩爾熱容定體摩爾熱容熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律特性特性 常量常量 定體摩爾熱容定體摩爾熱容:理想氣體在等體過(guò)程中吸理想氣體在等體過(guò)程中吸收的熱量收的熱量 ，使溫度升高，使溫度升高 ,其定體摩爾熱容為其定體摩爾熱容為過(guò)程方程過(guò)程方程 常量常量17熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律 等體過(guò)程中，外界傳給氣體的熱量等體過(guò)程中，外界傳給氣體的熱量全部用來(lái)增加氣體的內(nèi)能，

5、系統(tǒng)對(duì)外不全部用來(lái)增加氣體的內(nèi)能，系統(tǒng)對(duì)外不作功。作功。由于理想氣體內(nèi)能是溫度的單值函數(shù)，故由于理想氣體內(nèi)能是溫度的單值函數(shù)，故只要始末溫度已知，只要始末溫度已知，上述公式可適用于任一上述公式可適用于任一過(guò)程。過(guò)程。1812二二 等壓過(guò)程等壓過(guò)程 定壓摩爾熱容定壓摩爾熱容過(guò)程方程過(guò)程方程 常量常量熱一律熱一律特特 性性 常量常量功功 定壓摩爾熱容定壓摩爾熱容:理想氣體在等壓過(guò)程中吸理想氣體在等壓過(guò)程中吸收的熱量收的熱量 ，溫度升高，溫度升高 ，其定壓摩爾熱容為，其定壓摩爾熱容為W19 摩爾熱容比摩爾熱容比 20等壓過(guò)程等壓過(guò)程:熱一律為熱一律為21 定體摩爾熱容定體摩爾熱容 定壓摩爾熱容定壓摩

6、爾熱容三三 理想氣體的內(nèi)能和摩爾熱容理想氣體的內(nèi)能和摩爾熱容 1 mol 理想氣體的內(nèi)能理想氣體的內(nèi)能 分子的平均能量分子的平均能量22對(duì)于剛性分子對(duì)于剛性分子23例例1.0.02kg 的氦氣（視為理想氣體）的氦氣（視為理想氣體）,溫度由溫度由 17C 升為升為27 C,若在升溫過(guò)程中若在升溫過(guò)程中,（1）體積）體積保持不變；（保持不變；（2）壓強(qiáng)保持不變；試分別求出）壓強(qiáng)保持不變；試分別求出氣體內(nèi)能的改變、吸收的熱量、外界對(duì)氣體作氣體內(nèi)能的改變、吸收的熱量、外界對(duì)氣體作的功。的功。2425例例2.1 mol單原子理想氣體從單原子理想氣體從300 K加熱到加熱到350 K，問(wèn)在下列兩過(guò)程中吸收

7、了多少熱量，問(wèn)在下列兩過(guò)程中吸收了多少熱量?增加增加了多少內(nèi)能了多少內(nèi)能?對(duì)外作了多少功對(duì)外作了多少功?(1)體積保持不變；體積保持不變；(2)壓強(qiáng)保持不變壓強(qiáng)保持不變解解：(1)等體過(guò)程等體過(guò)程26 (2)等壓過(guò)等壓過(guò)程程27VPAB*O答答：（：（B）例例3 一定量的理想氣體，由平衡態(tài)一定量的理想氣體，由平衡態(tài) A B，則則無(wú)論經(jīng)過(guò)什么過(guò)程，系統(tǒng)必然：無(wú)論經(jīng)過(guò)什么過(guò)程，系統(tǒng)必然：（A）對(duì)外作正功；對(duì)外作正功；（B）內(nèi)能增加；內(nèi)能增加；（C）從外界吸熱；從外界吸熱；（D）向外界放熱。向外界放熱。功功和和熱量都是過(guò)程量熱量都是過(guò)程量,始末狀態(tài)確定后，不同過(guò)始末狀態(tài)確定后，不同過(guò)程，功和熱量是不

8、同的程，功和熱量是不同的;而內(nèi)能是狀態(tài)量只決定于始而內(nèi)能是狀態(tài)量只決定于始末狀態(tài)末狀態(tài),與過(guò)程無(wú)關(guān)與過(guò)程無(wú)關(guān).28 例例4 4 一定量的理想氣體從體積一定量的理想氣體從體積 膨脹到體積膨脹到體積 分別經(jīng)過(guò)如下的過(guò)程，其中吸熱最多的過(guò)程是什么過(guò)分別經(jīng)過(guò)如下的過(guò)程，其中吸熱最多的過(guò)程是什么過(guò)程程?（A-BA-B等壓過(guò)程；等壓過(guò)程；A-CA-C 等溫過(guò)程；等溫過(guò)程；A-DA-D 絕熱過(guò)程）絕熱過(guò)程）解解ABCD29過(guò)程過(guò)程內(nèi)能增量?jī)?nèi)能增量E/J作功作功 W/J吸熱吸熱 Q/JAB050BC-50CD-50-150DAABCD 循環(huán)效率循環(huán)效率 例例5 一定量理想氣體的一定量理想氣體的循環(huán)過(guò)程如循環(huán)過(guò)

9、程如 P V 圖所示，圖所示，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)表格中的空格請(qǐng)?zhí)顚?xiě)表格中的空格.50500-100150015025%pVACBD等溫等溫絕熱絕熱30 例例6：一定量的理想氣體經(jīng)歷一定量的理想氣體經(jīng)歷 acb 過(guò)程時(shí)吸熱過(guò)程時(shí)吸熱 500 J，則經(jīng)歷則經(jīng)歷acbda 過(guò)程時(shí)，吸熱多少過(guò)程時(shí)，吸熱多少？解解:ebad1414c31VpAB*O12絕熱絕熱例例7：討論理想氣體下圖過(guò)程中，各過(guò)程討論理想氣體下圖過(guò)程中，各過(guò)程 的正負(fù)的正負(fù)。A BA 2 BA 1 B32 例例8 已知已知 2 mol 氦氣氦氣 先等先等壓膨脹體積倍增，后絕熱膨脹至原溫度壓膨脹體積倍增，后絕熱膨脹至原溫度.（1）畫(huà)畫(huà) p V 圖；

10、圖；（2）在這過(guò)程中氦氣在這過(guò)程中氦氣吸熱吸熱.pV/ABCO2040（3）A B-C 過(guò)程氦氣的內(nèi)能過(guò)程氦氣的內(nèi)能 變化變化（4）A B-C 過(guò)程氣體作的總功過(guò)程氣體作的總功33pO123V解解（1）1 2 例例9 1mol 雙原子分子理想氣體經(jīng)過(guò)如圖的過(guò)程，其雙原子分子理想氣體經(jīng)過(guò)如圖的過(guò)程，其中中1 2 為直線過(guò)程為直線過(guò)程、2 3 為絕熱過(guò)程、為絕熱過(guò)程、3 1 為等溫為等溫過(guò)程過(guò)程.已知已知 T1,T2=2T1,V3=8V1.求：（求：（1）各過(guò)程的各過(guò)程的功、熱量和內(nèi)能變化；功、熱量和內(nèi)能變化；（2）此循環(huán)熱機(jī)效率此循環(huán)熱機(jī)效率.342 33 1Op123V解解 （2）35pTbcO例例10 如圖所示的兩過(guò)程如圖所示的兩過(guò)程求求：兩過(guò)程：兩過(guò)程 和和 關(guān)系關(guān)系VpbcO過(guò)程過(guò)程過(guò)程過(guò)程36