期中考后的大物ppt

《期中考后的大物ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《期中考后的大物ppt（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、例例2.2.一束粒子垂直射向一平板上一束粒子垂直射向一平板上，设分子的定向速设分子的定向速 度为度为v v，单位体积内分子数为单位体积内分子数为n n，分子质量为分子质量为m m。（。（1 1） 求分子与平板碰撞产生的压强求分子与平板碰撞产生的压强。（。（2 2）若平板以匀速若平板以匀速 度度u u与分子相向运动与分子相向运动，求压强求压强。 1秒内碰撞的粒子数秒内碰撞的粒子数 nvAN 一个粒子所受冲量一个粒子所受冲量：解解：（1 1）A一个粒子所受冲量一个粒子所受冲量： mv2 1秒内总冲量秒内总冲量： AmnvF221v 压强压强：22FPmnvA（2）AuvmnF2)(222()FPm

2、n vuA1313- -1 1 准静态过程准静态过程功功 热量和内能热量和内能热力学系统热力学系统(简称简称系统系统)：热力学的研究对象热力学的研究对象( (包含大包含大 量分子的宏观物体量分子的宏观物体) )(b) 封闭系统封闭系统：与外界有能量与外界有能量(功和热量功和热量)交换交换，无物无物 质交换质交换。(a) 绝热系统绝热系统：与外界没有热量交换的系统与外界没有热量交换的系统；质交换质交换。 (c) 孤立系统孤立系统：与外界无任何相互作用与外界无任何相互作用(能量能量、物质物质)。(d) 开放系统开放系统：与外界既有能量交换与外界既有能量交换，又有物质交换又有物质交换。外界外界：系统

3、以外与系统有着相互作用的环境系统以外与系统有着相互作用的环境。一一 准静态过程准静态过程热力学系统状态随时间变化的过程热力学系统状态随时间变化的过程。热力学过程热力学过程：准静态过程准静态过程：状态变化过程进行得非常缓慢状态变化过程进行得非常缓慢，以至于过以至于过 程中的每一个中间状态都近似于平衡态程中的每一个中间状态都近似于平衡态。p气体气体活塞活塞砂子砂子),(111TVp),(222TVp1V2V1p2ppVo12S SP P二二 功功（）（）dl(PA,VA,TA)PPdVPSdldW21VVPdVdWW(PB,VB,TB)(PA,VA,TA)VOdV结论结论：系统所作的功在系统所作的

4、功在 数值上等于数值上等于P P- -V V图上过图上过 程曲线以下的面积程曲线以下的面积。VAVB(2)(2)等效性等效性：改变系统热运动改变系统热运动 状态作用相同状态作用相同；(3)功与热量物理本质不同功与热量物理本质不同 .1 1卡卡=4.18J;=4.18J;功与热量的异同功与热量的异同(1)(1)过程量过程量：都与过程有关都与过程有关；宏观运动宏观运动分子热运动分子热运动功功分子热运动分子热运动分子热运动分子热运动热量热量三三 热量热量（）（）热量热量：系统之间或系统与外界之间由于热相互作用系统之间或系统与外界之间由于热相互作用 （或由于温度差或由于温度差）而传递的能量而传递的能量

5、。单位单位（）（）四四 内能内能（）（）A1*p A1*p实验证明系统从实验证明系统从 A 状态变化到状态变化到 B 状态状态，可以采可以采 用做功和传热的方法用做功和传热的方法，不管经过什么过程不管经过什么过程，只要始只要始 末状态确定末状态确定，做功和传热之和保持不变做功和传热之和保持不变 .2B*Vo2B*Vo02121ABAABAQWBABABABAQWQW2211021ABAECEAB 1313- -2 2热力学第一定律热力学第一定律WEEQ)(1212*p系统从外界吸收热量系统从外界吸收热量，一部分使系统内一部分使系统内 能增加能增加，另一部分使系统对外做功另一部分使系统对外做功

6、热力学第一定律热力学第一定律Vo1V2V热力学第一定律热力学第一定律WEEQ)(12 讨论讨论：+12EE 系统吸热系统吸热系统放热系统放热内能增加内能增加内能减少内能减少系统对外界做功系统对外界做功外界对系统做功外界对系统做功第一定律的符号规定第一定律的符号规定QW 热力学过程中的能量守恒和转换定律热力学过程中的能量守恒和转换定律。 热力学第一定律微分形式热力学第一定律微分形式：dWdEdQ 准静态过程的热一定律准静态过程的热一定律：21)(12VVpdVEEQ第一类永动机不可能实现第一类永动机不可能实现热一定律的另一表述热一定律的另一表述。系统放热系统放热内能减少内能减少外界对系统做功外界

7、对系统做功例例1.1. 一定量理想气体经历一定量理想气体经历ACBACB过程时吸热过程时吸热200J200J，则则 经历经历ACBDAACBDA过程时吸热多少过程时吸热多少？P P（1.01.010105 5PaPa）V V（1010- -3 3m m3 3）O O1144D DA AB BC C解解： 由热力学第一定律由热力学第一定律ACBACBACBEQW) 0(ACBBABBAAETTVpVp0BDWJQACB200BD JVVpWDAADA1200)(JWWWWDABDACBACBDA10000ABCDAEJWQACBDAACBDA1000（外界对系统作功外界对系统作功）（ABCDAA

8、BCDA过程始末状态为同一点过程始末状态为同一点）（放热过程放热过程）Q一一. 等体过程等体过程 摩尔定体热容摩尔定体热容 特征特征：V=V= 常量常量 ， dV= 0dV= 00PdVdW 热力学第一定律热力学第一定律: : dEdQ 过程方程过程方程：= =常量常量 p pV V图图：P1313- -3 3理想气体的等体过程和等压过程理想气体的等体过程和等压过程 摩尔热容摩尔热容0PdVdWVdEdQV )(12EEQV热容热容C C：物质温度升高一度所需要吸收的热量物质温度升高一度所需要吸收的热量。 热容热容比热容比热容摩尔热容摩尔热容比热容比热容c c：单位质量物质的热容单位质量物质的

9、热容。摩尔热容摩尔热容：1mol物质的热容量物质的热容量。dTdQC )(1 KJdTdQ mc1)(11 kgKJ0VW VVo0dTCdQ Q Q、 E E的计算的计算：EEEQ)(单原子单原子RCmV23 ,双原子双原子RCmV25 ,dTdE dTdQCV mV,)(11KmolJ1mol1mol理想气体在体积不变的状态下理想气体在体积不变的状态下，温度升高温度升高1 1 度所需要吸收的热量度所需要吸收的热量。 摩尔定体热容摩尔定体热容：dTCdQmVV,)(12,21TTCMmdTCMmQdQmVmVTTVV 等体过程系统的吸热等体过程系统的吸热、内能增量和作功内能增量和作功：,21

10、()VV mmQCTTEM EEEQV)(120VW二二.等压过程等压过程 摩尔定压热容摩尔定压热容P PQpdVdEdQp 特征特征：= = 常量常量 ，d d= 0= 0 热力学第一定律热力学第一定律: : 过程方程过程方程：V V= =常量常量 p pV V图图: :P Po pdVdQp )(12VVpEQp 摩尔定压热容摩尔定压热容： 1mol1mol理想气体在压强不变的状理想气体在压强不变的状 态下态下，温度升高一度所需要吸收的热量温度升高一度所需要吸收的热量。dTdQCp mp,VV1V20, p mdEdVCPdTdTpdVdEdQp dTdQCp mp,RCmV,dTdE d

11、TdQCV mV,PVRTPdVRdTdVPRdT迈耶公式迈耶公式：比热容比比热容比：迈耶公式迈耶公式：RCCmVmp,比热容比比热容比：mVmp CC,单原子气体单原子气体：67. 1RCmV23,RCmp25,双原子气体双原子气体：RCmV25 ,4 . 1RCmp27 ,理想气体的摩尔热容理想气体的摩尔热容给定气体给定气体，i i一定一定，理想气体的内能理想气体的内能E=EE=E（T T）。）。RiCmV2,RiCmp22,ii CCmVmp2,RTi MmE2RdTi MmdE2单原子单原子氦氦理论理论 实验实验20.8 20.7912.47 12.528.31 8.271.67 1.

12、66双原子双原子氢氢理论理论 实验实验29.1 28.8220.8 20.448.31 8.381.40 1.41三原子三原子 及以上及以上水蒸气水蒸气理论理论 实验实验33.3 36.224.93 27.88.31 8.391.33 1.30乙醚乙醚实验实验87.579.28.201.11原子数原子数 气体种类气体种类 数值类别数值类别Cp,mCV,mCp,mCV,m Q Q、W W、 E E的计算的计算：)(12,21TTCMmdTCMmQdQmpmpTTppdTdQCp mp,)(1221VVppdVdWWVVRTMmPV )(12TTRMm)(12,TTRCMmWQEmpp)(12,T

13、TCMmmV)(12,TTCMmQmpp等压过程系统的吸热等压过程系统的吸热、内能增量和作功内能增量和作功：)(12,TTCMmEmV)()(1212TTRMmVVPWpMM三三.等温过程等温过程pdVdWdQTT 特征特征：= =常量常量 ，d d=0=0 热力学第一定律热力学第一定律: : 过程方程过程方程：V=V=常量常量 p pV V图图: :0dE 0 ETTWQ P恒恒温温热热源源T0 ETTWQ 21VVTPdVWVRT MmP 2112lnln21PPRTMm VVRTMm VdVRTMmWVVT0 E2112lnlnPPRTMm VVRTMmWQTT Q Q、W W、的计算的

14、计算：V1V2V0例例2.2.质量为质量为2.82.8 1010- -3 3kgkg，压强为压强为1atm1atm，温度为温度为2727的的 氮气氮气。先在体积不变的情况下使其压强增至先在体积不变的情况下使其压强增至3atm3atm，再再 经等温膨胀使压强降至经等温膨胀使压强降至1atm1atm，然后又在等压过程中将然后又在等压过程中将 体积压缩一半体积压缩一半。试求氮气在全部过程中的内能变化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所作的功以及吸收的热量，并画出并画出P P- -V V图图。 解解：3atmPKT130011331 11046. 2mmRTVP(atm)V3V412V111MP atmPmV31046. 2233 2KTPPT9001 12 233322 31038. 7mPVPVatmPKT190033KTVVT4503 34 4333 41069. 32mVVatmPP134V(m(m3 3）0等容过程等容过程：JTTCMmEQmV1248)(12,1101W等温过程等温过程：JVVRTMmWQ823ln23 22202 E等压过程等压过程：KT3001KTT9003233 21046. 2mV33 31038. 7mV3310693mVatmP1KT450131028molkgMkgm31082 11 ,