《Lecture 16 理想气体的等体等压等温与绝热过程【教学类别】》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Lecture 16 理想气体的等体等压等温与绝热过程【教学类别】（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、青岛科技大学青岛科技大学 大学物理讲义大学物理讲义1应用2青岛科技大学青岛科技大学 大学物理讲义大学物理讲义 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）（理想气体的共性）（理想气体的共性）（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 .2应用2青岛科技大学青岛科技大学 大学物理讲义大学物理讲义单位单位一一 等体等体(等容等容)过程过程 定体定体(定容定容)摩尔摩尔热容热容(thermal capacity)热力学第一定律热力学第一定律特性特性 常量常
2、量定体摩尔热容定体摩尔热容(量量): 理想气体在等体过程中吸收理想气体在等体过程中吸收热量热量 ，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过程方程过程方程 常量常量3应用2青岛科技大学青岛科技大学 大学物理讲义大学物理讲义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对对 mol气体气体4应用2青岛科技大学青岛科技大学 大学物理讲义大学物理讲义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
3、 ，温度升高，温度升高 ，其定压摩尔热容为，其定压摩尔热容为W5应用2青岛科技大学青岛科技大学 大学物理讲义大学物理讲义 可得定压摩尔热容和定体摩尔热容的关系可得定压摩尔热容和定体摩尔热容的关系 摩尔热容比摩尔热容比 6应用2青岛科技大学青岛科技大学 大学物理讲义大学物理讲义比比 热热 容定义容定义热容热容比热容比热容(specific heat)12W等等 压压 膨膨 胀胀12W等等 压压 压压 缩缩 W W7应用2青岛科技大学青岛科技大学 大学物理讲义大学物理讲义三三 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8应用2青岛科
4、技大学青岛科技大学 大学物理讲义大学物理讲义12等温等温膨胀膨胀W12W等温等温压缩压缩 W W9应用2青岛科技大学青岛科技大学 大学物理讲义大学物理讲义12四四 绝热绝热(adiabatic process)过程过程与外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10应用2青岛科技大学青岛科技大学 大学物理讲义大学物理讲义若已知若已知 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或或11应用2青岛科技大学青岛科技大学 大学物理讲义大学物理讲义 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
5、常量常量常量常量常量常量12应用2青岛科技大学青岛科技大学 大学物理讲义大学物理讲义12W绝绝 热热 膨膨 胀胀12W绝绝 热热 压压 缩缩 W W13应用2青岛科技大学青岛科技大学 大学物理讲义大学物理讲义五五 绝热线绝热线(adiabat)和等温线和等温线(isotherm)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14应用2青岛科技大学青岛科技大学 大学物理讲义大学物理讲义 例例1 设有设有 5 mol 的氢气，最初的压强为的氢气，最初的压强为 温度为温度为 ，求在
6、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15应用2青岛科技大学青岛科技大学 大学物理讲义大学物理讲义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16应用2青岛科技大学青岛科技大学 大学物理讲义大学物理讲义 例例2 2 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
7、的汽缸中. .开始时开始时, ,氮气的压强为氮气的压强为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, ,其压强降至其压强降至 1 1个标准大气压个标准大气压, ,从而使氮从而使氮气液化气液化 . . 试问此时氮的温度为多少试问此时氮的温度为多少 ? ? 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17应用2青岛科技大学青岛科技大学 大学物理讲义大学物理讲义 例例3 在一气缸内放有一定量的水，活塞与汽缸在一气缸内放有一定量的水，活塞与汽缸间的摩擦不计间的摩擦不计, 缸壁由缸壁由良良导热材料制成导热材料制成. 作用于活塞作用于活塞上的压强上的压强 . 开始时开始时, 活塞与水面接触活塞与水面接触. 若使环境若使环境 (热源热源) 温度非常缓慢地升高到温度非常缓慢地升高到 . 求把求把单位质量的水汽化为水蒸汽单位质量的水汽化为水蒸汽 , 水的内能改变了多少水的内能改变了多少?已知已知水的汽化热为水的汽化热为 水的密度水的密度水蒸汽的密度水蒸汽的密度解解 水汽化所需的热量水汽化所需的热量水汽化后体积膨胀为水汽化后体积膨胀为水水水蒸气水蒸气 热源热源18应用2青岛科技大学青岛科技大学 大学物理讲义大学物理讲义水水水蒸气水蒸气 热源热源19应用2
