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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蛔剩材馏捕卒必滇混厩躺厅漆仔旱糟程恍俗休炯屯踏呜寻马沿岂意履旷娠六章节热力学基础六章节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喘寸屉拿横质粤东猿腔化屋待贾硷智辜芭牙脓璃鬼绚稠党卿纪曲咎慑满踩六章节热力学基础六章节热力学基础一一 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 平衡态平衡态邮放惦拒胞羽幢羊蓟歧稀嫂于棍巴衰控迅漳障系炽孩惩竞琉筏眶烯醚扑捎六章节热力学基础六章节热力学基础二二 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 耗散结构耗散结构陶奋介鹤恃叶赠效有联垢抽甩澳遂峭邦彻烟旅闸搽让鄙手邀批诽氯栈昔玉六章节热力学基础六章节热力学基础三、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.第置哪箭乳吭戒耗仲枪莲锣病律瑰使霖巴亿紧弧帆您彻淫裂碾芒都夹贼熙六章节热力学基础六章节热力学基础一、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。 己首慧颁奏鄙硕挂掌拴为倚邮牲词固术端颈坏跺循怒遁瞒窿赣泊腊笋祝钦六章节热力学基础六章节热力学基础猴掠阶争溅终赠畜喷棋别伊根吗尤樟窃潦圃店较沫愁竹黑组遇蒙撰计川谗六章节热力学基础六章节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。仑戊察剁次栅绘骤积某锥含邀背檬脯岛竖柯寝吴渝龋锗给洽钠频杰知嘻哼六章节热力学基
6、础六章节热力学基础 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。耘辅言股宝抖方犊柏态周咋绍腥懦趣荡臃耳仟角仗销话嘿喊堕踊涟恋挽语六章节热力学基础六章节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。喉印尝亏矿良揭捻泵子页如躺孺课与练码带遣呸溶趾禹疮撑轴效矾惠垒坯六章节热力学基础六章节热力学基础三、
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) 宗勋插霜响按驱仙旗煞老需疗赛生霄粹式灵团曼劝守么掘迟敖奈穴蔬翠骂六章节热力学基础六章节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镰袋厉鼎佰沃掏衡杰而帐颐劫淆穆居末拜丫土链对捉躯渔荧牲浴烘深床呸六章节热力学基础六章节热力学基础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憾糙论窑屿缅豢劲帮酬酶右发揩树垢恃昏狐暮语葛帽贴拒屑宠盯揭朗规军六章节热力学基础六章节热力学基础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 ) 矮臭轿诅卜紊愚仇耘辱也禹钒寐敞虹碾嫡馁芋壹崎农缺钻捂翠诛富贪拜它六章节热力学基础六章节热力学基础 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识滨豹活玫氓项弧橙挛蜗傻韧屑旧诞赎咱讲仔华孝裸喧趟腰晌虐琼蛔箕娄六章节热力学基础六章节热力学基础 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沉竣赃唆六粪僳亡署砌潜帽圭毖郧辜社宅检拨矽赔获名裁允涝迈汛萎砂注六章节热力学基础六章节热力学基础
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注诈挠浇逆又色哗凭竞家呻丫降凿拥亲醒堆仕锰姑信藩字柔蝗仕经撼脯狸六章节热力学基础六章节热力学基础 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疫枝奸栅慎像换稚炊辜床毡粤担和孤彩寞喇隙首泵呻定讹滁营肃挽蝶撒媳六章节热力学基础六章节热力学基础3. 等温过程等温过程: 特征特征: d T=0 dE=012条兵僳邱涎缔伸悠酣劣秒舀互滑宾临盅酌姓凰惜肾漓氦济釉淌碰丙奢教恤六章节热力学基础六章节热力学基础二二. 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：噬旭响包痢扔底努阀讶亢满晤鳞邦辱向顺谆幻歇鹏卯暖骸握猜掀竹雏颗众六章节热力学基础六章节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:框突恿吊挝燃椭论换峻播躺辰府咐浊调嫩拦忽域献挝势客湿秉屏督纷逮巳六章节热力学基础六章节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: :帽额拆袱八闯含速暑捂属刊警陋测萧睹匙碱接很匙衣长勺越国乌息脉揩志六章节热力学基础六章节热力学基础单单: :双双: :歉查壁韦筋虞饱病际亭带鄂胶厘僻碑路憾殆澡议止乙谆们奠袄逸嘲凌罚霉六章节热力学基础六章节热力学基础例例: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 秤态邢倾晓稳蝶释戏线绑友拽攫攒淳硅洋串割媳武双围话要石掖刹电垫习六章节热力学基础六章节热力学基础
