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1、第第4章热力学基础章热力学基础4.4 4.4 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用热力学第一定律对理想气体等值过程的应用 计算各等值过程的热量、功和内能的理论基础计算各等值过程的热量、功和内能的理论基础（1）（理想气体的理想气体的共性）共性）（2）解决过程中能解决过程中能量转换的问题量转换的问题（3）（理想气体的状态函数理想气体的状态函数） （4） 各等值过程的特性各等值过程的特性 .第第4章热力学基础章热力学基础4.4 4.4 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用热力学第一定律对理想气体等值过程的应用单位单位一一 等体过程等体过程 定体摩尔热容定体摩尔热容过程方程过程方程 P/T = 常
2、量常量热力学第一定律热力学第一定律特性特性 常量常量 定体摩尔热容定体摩尔热容: 理想气体在等体过程中吸理想气体在等体过程中吸收的热量收的热量 ，使温度升高，使温度升高 , 其定体摩尔热容为其定体摩尔热容为第第4章热力学基础章热力学基础4.4 4.4 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用热力学第一定律对理想气体等值过程的应用热力学第一定律热力学第一定律 等等体体升升压压 12 等等体体降降压压 12第第4章热力学基础章热力学基础4.4 4.4 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用热力学第一定律对理想气体等值过程的应用12二二 等压过程等压过程 定压摩尔热容定压摩尔热容过程方程过程方程 常量
3、常量热一律热一律特特 性性 常量常量功功 定压摩尔热容定压摩尔热容: 理想气体在等压过程中吸理想气体在等压过程中吸收的热量收的热量 ，温度升高，温度升高 ，其定压摩尔热容为，其定压摩尔热容为W第第4章热力学基础章热力学基础4.4 4.4 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用热力学第一定律对理想气体等值过程的应用 可得定可得定压压摩尔热容和定体摩尔热容的关系摩尔热容和定体摩尔热容的关系 摩尔热容比摩尔热容比 第第4章热力学基础章热力学基础4.4 4.4 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用热力学第一定律对理想气体等值过程的应用. 比比 热热 容容热容热容比热容比热容12W等等 压压 膨膨 胀
4、胀12W等等 压压 压压 缩缩 W W第第4章热力学基础章热力学基础4.4 4.4 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用热力学第一定律对理想气体等值过程的应用三三 等温过程等温过程热力学第一定律热力学第一定律恒恒温温热热源源T12特征特征 常量常量过程方程过程方程常量常量第第4章热力学基础章热力学基础4.4 4.4 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用热力学第一定律对理想气体等值过程的应用12等温等温膨胀膨胀W12W等温等温压缩压缩 W W第第4章热力学基础章热力学基础4.4 4.4 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用热力学第一定律对理想气体等值过程的应用12四四 绝热过程绝热过程与外
5、界无热量交换的过程与外界无热量交换的过程特征特征绝热的汽缸壁和活塞绝热的汽缸壁和活塞热一律热一律第第4章热力学基础章热力学基础4.4 4.4 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用热力学第一定律对理想气体等值过程的应用若已知若已知 及及12W从从 可得可得由热力学第一定律有由热力学第一定律有第第4章热力学基础章热力学基础4.4 4.4 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用热力学第一定律对理想气体等值过程的应用 绝热过程方程的推导绝热过程方程的推导分离变量得分离变量得12绝绝 热热 方方 程程常量常量常量常量常量常量第第4章热力学基础章热力学基础4.4 4.4 热力学第一定律对理想气体等值过程
6、的应用热力学第一定律对理想气体等值过程的应用12W绝绝 热热 膨膨 胀胀12W绝绝 热热 压压 缩缩 W W第第4章热力学基础章热力学基础4.4 4.4 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用热力学第一定律对理想气体等值过程的应用 绝热线和等温线绝热线和等温线绝热绝热过程曲线的斜率过程曲线的斜率等温等温过程曲线的斜率过程曲线的斜率 绝热线的斜率大于绝热线的斜率大于等温线的斜率等温线的斜率. .常量常量常量常量ABC常量常量第第4章热力学基础章热力学基础4.4 4.4 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用热力学第一定律对理想气体等值过程的应用 例例1 设有设有 5 mol 的氢气，最初的压强为
7、的氢气，最初的压强为 温温度为度为 ，求在下列过程中，把氢气压缩为原体积的，求在下列过程中，把氢气压缩为原体积的 1/10 需作的功需作的功: 1）等温过程，）等温过程，2）绝热过程）绝热过程 . 3）经这）经这两过程后，气体的压强各为多少？两过程后，气体的压强各为多少？解解 1）等温过程）等温过程2）氢气为双原子气体）氢气为双原子气体由表查得由表查得 ，有，有12常量常量第第4章热力学基础章热力学基础4.4 4.4 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用热力学第一定律对理想气体等值过程的应用3）对等温过程）对等温过程对绝热过程对绝热过程, 有有12常量常量第第4章热力学基础章热力学基础4.4
8、 4.4 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用热力学第一定律对理想气体等值过程的应用 P91P91例题例题4-34-3、4-4 4-4 补例补例 氮气液化，氮气液化， 把氮气放在一个绝热的汽缸中把氮气放在一个绝热的汽缸中. .开始时开始时, ,氮气氮气的压强为的压强为5050个标准大气压、温度为个标准大气压、温度为300K; 300K; 经急速膨胀后经急速膨胀后, ,其压强其压强降至降至 1 1个标准大气压个标准大气压, ,从而使氮气液化从而使氮气液化 . . 试问此时氮的温度为试问此时氮的温度为多少多少 ? ? 解解 氮气可视为理想气体氮气可视为理想气体, 其液化过程为绝热过程其液化过程为绝热过程.氮气为双原子气体由表查得氮气为双原子气体由表查得
