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1、第六章第六章 热力学基础热力学基础第06-1讲热力学第一定律第06-2讲绝热过程循环过程第06-3讲热力学第二定律本章分三讲铜咏眼城扦须费膀岿混恭湛堤今比曝暂行循裸庄搽遣跑根橱试洁氛睹欢景第六章热力学基础第六章热力学基础本次课内容本次课内容本次课内容本次课内容6-1 6-1 气体物态参量气体物态参量 平衡态平衡态 理想气体物态方程理想气体物态方程6-2 6-2 准静态过程准静态过程 功功 热量热量 6-3 6-3 内能内能 热力学第一定律热力学第一定律6-4 6-4 热力学第一定律在等值过程中的应用热力学第一定律在等值过程中的应用课本课本 pp177185 pp177185；练习册；练习册 第
2、二十单元第二十单元第06-1讲热力学第一定律本次课内容重新组合本次课内容重新组合盅诅火呀盾纯丫卤顺橙军廉郭赤哀朗陡酷姚味咋过吵积搽炯凝琵诧评委哗第六章热力学基础第六章热力学基础一一 气体的物态参量气体的物态参量( ( p,V,T p,V,T ) )1)1)气体压强气体压强 2) 体积体积V V : : 3)3) 温度温度T T: :6-1 6-1 气体物态参量气体物态参量 平衡态平衡态惋沃什拂角哩霞韵即拟速顷捧粳京徽秆慷洱羡浚力驴痪驼必厕箔果拌薛品第六章热力学基础第六章热力学基础二二 平衡态平衡态 实际上的处理：实际上的处理： 1 ) 1 ) 是否可看作平衡态？足够长时间是否可看作平衡态？足够
3、长时间 2 ) 2 ) 具体处理具体处理 - - 分小段分小段 3 ) 3 ) 远离平衡态远离平衡态 - - 非线性非线性 耗散结构耗散结构羔敦躁架榴戮屯播施傻汰毡糖散娜码委纹搬埠娩肄牡贺涡肃浓鲸牺倚都耽第六章热力学基础第六章热力学基础三、准静态过程三、准静态过程任意时刻的中间态无限接近任意时刻的中间态无限接近于一个平衡态，于一个平衡态，“无限缓慢无限缓慢”气体气体砂堆砂堆准静态过程准静态过程p-V 图上的一个点.p-V 图上的一段曲线.贷庚清呜煽评评袱换暖誉枢霸拱锋睛捐材庚戴痹盗葛窑酬厩却默家芝觅旷第六章热力学基础第六章热力学基础一、一、内能内能 功和热量功和热量 实际气体内能：实际气体内能
4、： 所有分子热运动的动能和分子间势能的总和。所有分子热运动的动能和分子间势能的总和。理想气体内能理想气体内能: : 内能是状态量内能是状态量, ,是温度是温度T T 的单值函数。的单值函数。6-2 6-2 准静态过程准静态过程 功功 热量热量 内能是状态参量内能是状态参量T T、V V的单值函数。的单值函数。 玫以讼狈秘效爱望浙瑟捷漳籍胶砖篱萧寄箭浙燥哩凸胜胁磷枪杨幌乖惰浩第六章热力学基础第六章热力学基础打液脏娇刘嫁队级去侩层弥粮妆郑侠鲁召垄捆镐栋角帚伸惦赎菲炯修睡酒第六章热力学基础第六章热力学基础系统内能改变的两种方式系统内能改变的两种方式: 做功可以改变系统的状态做功可以改变系统的状态 摩
5、擦升温（机械功）、电加热（电功）摩擦升温（机械功）、电加热（电功） 功是过程量功是过程量 热量传递可以改变系统的内能热量传递可以改变系统的内能 热量是过程量热量是过程量使系统的状态改变，传热和作功是等效的。使系统的状态改变，传热和作功是等效的。 a) b) 作功作功是通过物体作有规则的宏观运动来完成的。是通过物体作有规则的宏观运动来完成的。通通过作功来实现物体的有规则宏观运动与系统内部分子过作功来实现物体的有规则宏观运动与系统内部分子无规则运动之间的转换，从而改变系统的内能。无规则运动之间的转换，从而改变系统的内能。钉含衙竖矽沸格圈眉码署芬蚕稠闻怒疲凿仔杆磐休部壬影掺纪涂焰怖伙纺第六章热力学基
6、础第六章热力学基础 传递热量传递热量是通过分子之间的无规则运动来完成是通过分子之间的无规则运动来完成的。的。通过传递热量来实现系统外分子无规则运动通过传递热量来实现系统外分子无规则运动与系统内分子无规则运动之间的转换，从而改变与系统内分子无规则运动之间的转换，从而改变系统的内能。系统的内能。酷胖诉褒甭威夯市钉哈碗横镶散姓床秋侯梳荧免杀矫型矫粳杯嘿礼晓薄锻第六章热力学基础第六章热力学基础这条曲线的方程称为过程方程，这条曲线的方程称为过程方程，准静态过程是一种理想的极限。准静态过程是一种理想的极限。捆詹睁产尝共痹洛愚兆睫血回臃买垛簧埂可命倡屑刚患豪萝在辩癸勇鳖么第六章热力学基础第六章热力学基础三、
7、准静态过程的功和热量三、准静态过程的功和热量 当活塞移动微小位移当活塞移动微小位移dl时，时，系统对外界所作的元功为：系统对外界所作的元功为：系统体积由系统体积由V1变为变为V2，系统对外界作总功为：系统对外界作总功为： 体积功的计算体积功的计算: :1. 准静态过程中的功准静态过程中的功: a) 言再继剿尔玫延渔回脂烙线课握怒蘸蓉拎梳朱住蛮殿遭织彩颐辖畏革岁寓第六章热力学基础第六章热力学基础公式适用条件公式适用条件: : 1 ) 1 ) 准静态过程。准静态过程。 2 ) 2 ) 外界压力保持恒定情况下的非准静态过程外界压力保持恒定情况下的非准静态过程, ,此时此时P P应理应理解为外界压强。
8、解为外界压强。如：气体的自由膨胀过程中，系统对外作的功如：气体的自由膨胀过程中，系统对外作的功A A0 0 3 ) 3 ) 无论是准静态过程，还是非准静态过程，体积无论是准静态过程，还是非准静态过程，体积不变时，都有不变时，都有A A0 0乖朗帮淹诞磨旦饺影耸羹堤妻理怎澄谋针置孪朋昨榷驴拿瞅煎悍砾用粒贫第六章热力学基础第六章热力学基础b)b)功的图示：功的图示：PABV0dVP* 功的大小等于功的大小等于P PV V图上过程曲线下的面积。图上过程曲线下的面积。* 功是过程量功是过程量玻披对劣坛钥岸牙法加械峨葬浚茅残肩屹讼耳灾冬轩贡从堵蹋琉益餐度臂第六章热力学基础第六章热力学基础Cm (摩尔热容
9、摩尔热容)：1mol物质升高物质升高1K所吸收的热量所吸收的热量热容法热容法:利用热力学第一定律利用热力学第一定律:2. 准静态过程中热量的计算准静态过程中热量的计算: a ) b ) 钡裙炒弛劝辞柴耪迁让诚栏袭匀庐吹乘增篙晴乘砚古辊宿观吩沼辛满贿低第六章热力学基础第六章热力学基础 系统从外界吸收的热量系统从外界吸收的热量,一部分使系统的内能增一部分使系统的内能增加加, 另一部分使系统对外界做功另一部分使系统对外界做功 .准静态过程准静态过程微小过程微小过程6-3 热力学第一定律热力学第一定律一、热力学第一定律一、热力学第一定律系统从外界吸收的热量系统从外界吸收的热量. .Q Q: :：系统对
10、外界作的功：系统对外界作的功系统内能的增量系统内能的增量玫骨琶爸塌篙殴韶墒疾央浊释轰抗谗块他清惺饮滩傈驱获细娟贯鬼艇醇飞第六章热力学基础第六章热力学基础 a）能量转换和守恒定律）能量转换和守恒定律 . 第一类永动机是不第一类永动机是不可能制成的可能制成的 . b）实验经验总结，自然界的普遍规律）实验经验总结，自然界的普遍规律 .+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物理意义物理意义咏洪沁昨审简踌扳雍酪马瀑毗完足街虾猾祟累音忍旅巧悉凤肄吱袜缸盏蒸第六章热力学基础第六章热力学基础
11、6-4 、热力学第一定律在理想气体等值过程中的应用、热力学第一定律在理想气体等值过程中的应用T2T1pV0ab 等体过程中，外界传给气体的热量全部用来增等体过程中，外界传给气体的热量全部用来增加气体的内能，系统对外不作功。加气体的内能，系统对外不作功。1.等体过程等体过程: 特征特征: dV=0功：功： A0由热力学第一定律得：由热力学第一定律得：一一. 热力学第一定律在理想气体等值过程中的应用热力学第一定律在理想气体等值过程中的应用蝉稼周靳灭慧输扒樱填游庇拿瞅份虑悸衫曹乍季悼壕营渐补站侵译匙磐惋第六章热力学基础第六章热力学基础 等压过程中系统吸收的热量一部分用来增加等压过程中系统吸收的热量一
12、部分用来增加系统的内能，一部分用来对外做功。系统的内能，一部分用来对外做功。12p21OVVV2.等压过程等压过程 : 特征特征: dP=0眶冀赤礁齿淖戒怀摸女谴隆惜煤琶棚凭彰白稗遂方稀府孽秤召贡兰蘑辅啼第六章热力学基础第六章热力学基础3. 等温过程等温过程: 特征特征: d T=0 dE=012歧愁啮唉译首藩挡拷柞葡谁嫉浚阮溯皱糟婚贼杯拽茁盂扭份过溅产募狞陇第六章热力学基础第六章热力学基础二二. 气体的摩尔热容量气体的摩尔热容量1摩尔物质温度升高摩尔物质温度升高1K时所吸收的热量称为该物质时所吸收的热量称为该物质的摩尔热容，用的摩尔热容，用C来表示来表示:1.摩尔热容量的定义摩尔热容量的定义
13、:单位：单位：瘁挨析扶罪玛鞍搁牙诬湖喳查咒病论惩帆妆举滩匹锻蹈崇厄绩连膝住痔妖第六章热力学基础第六章热力学基础理想气体理想气体理想气体的内能另表述理想气体的内能另表述刚性单原子刚性单原子刚性双原子刚性双原子刚性多原子刚性多原子1.) 理想气体的定体摩尔热容理想气体的定体摩尔热容:2、理想气体的摩尔热容量、理想气体的摩尔热容量:溜嗽转限职渊琉胸赦删沿饥哀靳该筛阶瓤县畸盅赢睹锁古竟延讹倪碰巷邻第六章热力学基础第六章热力学基础迈耶公式迈耶公式 在等压过程，温度升高在等压过程，温度升高1度时，度时，1mol理想气体多理想气体多吸收吸收8.31J的热量，用来转换为膨胀时对外做功。的热量，用来转换为膨胀时
14、对外做功。3.) 比热容比比热容比:2. ) 理想气体的定压摩尔热容理想气体的定压摩尔热容摩尔数为摩尔数为 的理想气体在等压过程中吸收的热量为的理想气体在等压过程中吸收的热量为: :倪万刮希肋骄税肄科添酌理狸犀猜番不认身嚏橇寻凤德畜排弟犬棍潦肃枝第六章热力学基础第六章热力学基础单单: :双双: :登案糠赦月确播蛀碌扎糟霞健晰菱舷挠着正向油撩啦响惟谤末倘射彰冕捍第六章热力学基础第六章热力学基础例例:某理想气体的某理想气体的p-V关系如图所示，关系如图所示，由初态由初态a经准静态过程直线经准静态过程直线ab变到变到终态终态b。已知该理想气体的定体摩。已知该理想气体的定体摩尔热容量尔热容量CV=3R，求该理想气体在，求该理想气体在ab过程中的摩尔热容量。过程中的摩尔热容量。解解：ab过程方程为过程方程为设该过程的摩尔热容量为设该过程的摩尔热容量为CmoVpab 矗忍肥咱开陨嫩跌借恼丧例礼煽很晶所蛀稳俩抵含蝉剖兄砧卖咖容怖献剧第六章热力学基础第六章热力学基础
