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1、 大学物理大学物理 第十第十三三章章 热力学基础热力学基础 重点与知识点重点与知识点第第1313章章 热力学基础热力学基础理学院物理系 王 强8/30/2024第第1313章章 * *重点与知识点重点与知识点* * 大学物理大学物理 第十第十三三章章 热力学基础热力学基础 重点与知识点重点与知识点第第1313章章 热力学基础热力学基础理学院物理系 王 强8/30/2024一一、热力学第一定律热力学第一定律 1 1、热力学第一定律热力学第一定律Q 0系统吸热系统吸热 W 0 系统对外界作功系统对外界作功Q 0系统放热系统放热 W 0 外界对系统作功外界对系统作功12 某一过程，系统从外界吸热某一
2、过程，系统从外界吸热 Q，对外界做功对外界做功 W ，系统内能从初始态系统内能从初始态 E1 变为变为 E2，则由能量守恒：则由能量守恒：对无限小过程：对无限小过程：一般规定一般规定: : 大学物理大学物理 第十第十三三章章 热力学基础热力学基础 重点与知识点重点与知识点第第1313章章 热力学基础热力学基础理学院物理系 王 强8/30/2024一一、热力学第一定律热力学第一定律 2 2、热功、热量、内能的计算热功、热量、内能的计算元功：元功：P0VW（P1,V1, T）（P2,V2 , T）功的大小功的大小等于等于PV 图图上过上过程曲线程曲线 P = P(V) 下的面积下的面积 功不仅与初
3、态和末功不仅与初态和末态有关，而且还依赖于态有关，而且还依赖于所经历的中间状态，所经历的中间状态，功功与过程有关与过程有关。1) 准静态过程的准静态过程的功功的计算的计算 大学物理大学物理 第十第十三三章章 热力学基础热力学基础 重点与知识点重点与知识点第第1313章章 热力学基础热力学基础理学院物理系 王 强8/30/2024一一、热力学第一定律热力学第一定律 2 2、热功、热量、内能的计算热功、热量、内能的计算2)准静态过程的准静态过程的热量热量的计算的计算 A、摩尔热容、摩尔热容 C ： 1 摩尔摩尔物质经过某一热力学过程，物质经过某一热力学过程， 温度升高（降低）温度升高（降低）1K
4、所需要吸收（释放）的所需要吸收（释放）的热量热量。摩尔摩尔物质经过一热力学过程：物质经过一热力学过程： 大学物理大学物理 第十第十三三章章 热力学基础热力学基础 重点与知识点重点与知识点第第1313章章 热力学基础热力学基础理学院物理系 王 强8/30/2024一一、热力学第一定律热力学第一定律 2 2、热功、热量、内能的计算热功、热量、内能的计算2)准静态过程的准静态过程的热量热量的计算的计算B、理想气体的、理想气体的等容摩尔热容等容摩尔热容 CV与与等压摩尔热容等压摩尔热容 CP（1 1）等容）等容( (定体定体) )摩尔热容：摩尔热容：迈耶公式迈耶公式i ：理想气体分子的理想气体分子的自
5、由度自由度（2 2）等压）等压( (定压定压) )摩尔热容：摩尔热容： 大学物理大学物理 第十第十三三章章 热力学基础热力学基础 重点与知识点重点与知识点第第1313章章 热力学基础热力学基础理学院物理系 王 强8/30/2024一一、热力学第一定律热力学第一定律 2 2、热功、热量、内能的计算热功、热量、内能的计算2)准静态过程的准静态过程的热量热量的计算的计算B、理想气体的、理想气体的等容摩尔热容等容摩尔热容 CV与与等压摩尔热容等压摩尔热容 CP（3）泊松比）泊松比 ( Poissons Ratio ) (比热容比比热容比) 大学物理大学物理 第十第十三三章章 热力学基础热力学基础 重点
6、与知识点重点与知识点第第1313章章 热力学基础热力学基础理学院物理系 王 强8/30/2024一一、热力学第一定律热力学第一定律 2 2、热功、热量、内能的计算热功、热量、内能的计算3)理想气体理想气体的内能的内能 摩尔摩尔理想气体理想气体系统处于某一状态，系统处于某一状态， 温度为温度为T T ，其内能，其内能 E 为：为： 大学物理大学物理 第十第十三三章章 热力学基础热力学基础 重点与知识点重点与知识点第第1313章章 热力学基础热力学基础理学院物理系 王 强8/30/2024一一、热力学第一定律热力学第一定律过程特点：过程特点：绝热过程的过程方程绝热过程的过程方程( (绝热方程绝热方
7、程 )绝热过程绝热过程绝热线等温线绝热线较陡绝热线较陡 大学物理大学物理 第十第十三三章章 热力学基础热力学基础 重点与知识点重点与知识点第第1313章章 热力学基础热力学基础理学院物理系 王 强8/30/2024二、二、热机效率热机效率和和致冷机致冷机的的致冷系数致冷系数1、热机效率、热机效率2、致冷系数、致冷系数经历一个循环，经历一个循环，总吸热总吸热总放热总放热经历一个循环，经历一个循环，总吸热总吸热总放热总放热 大学物理大学物理 第十第十三三章章 热力学基础热力学基础 重点与知识点重点与知识点第第1313章章 热力学基础热力学基础理学院物理系 王 强8/30/2024三、三、热力学第二
8、定律热力学第二定律 熵熵1）开尔文（开尔文（1851）表述表述： 不可能制成一种不可能制成一种循环动作循环动作的热机，只从的热机，只从单一单一 热源吸取热量，使之热源吸取热量，使之全部变成有用的功全部变成有用的功而而不产生不产生 其他任何影响其他任何影响 。 1、热力学第二定律热力学第二定律 Second Law of Thermodynamics 2）克劳修斯（克劳修斯（1850）表述表述： 热量不可能自动地从低温物体传到高温物体热量不可能自动地从低温物体传到高温物体 热力学第二定律的热力学第二定律的实质实质: : 自然界一切与自然界一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。热现象有关的实
9、际宏观过程都是不可逆的。 大学物理大学物理 第十第十三三章章 热力学基础热力学基础 重点与知识点重点与知识点第第1313章章 热力学基础热力学基础理学院物理系 王 强8/30/2024三、三、热力学第二定律热力学第二定律 熵熵 2、熵熵A）熵是状态的单值函数熵是状态的单值函数（态函数）（态函数）；C）熵是熵是广延量广延量，熵值具有可加性。当系统分为几个，熵值具有可加性。当系统分为几个 部分时，部分时， 各部分的熵变之和等于系统的熵变。各部分的熵变之和等于系统的熵变。 B）系统系统熵增（熵变）熵增（熵变）与过程无关，与过程无关， 只决定于系统的始态和末态；只决定于系统的始态和末态；系统的总熵系统
10、的总熵 = 各部分熵之和各部分熵之和; 即即 S= Si 或或 S=dS21BASASB无限小可逆过程无限小可逆过程:1 1）熵概念的引入）熵概念的引入 大学物理大学物理 第十第十三三章章 热力学基础热力学基础 重点与知识点重点与知识点第第1313章章 热力学基础热力学基础理学院物理系 王 强8/30/2024三、三、热力学第二定律热力学第二定律 熵熵 2、熵熵2 2）熵增（）熵增（熵变熵变）的计算）的计算为了正确计算熵变，必须注意以下几点：为了正确计算熵变，必须注意以下几点：A A）熵是系统状态的单值函数熵是系统状态的单值函数B B）对于对于可逆过程可逆过程熵变熵变可用下式进行计算可用下式进
11、行计算C C）如果如果过程是不可逆过程是不可逆的不能直接应用上式。由于熵是一个的不能直接应用上式。由于熵是一个态函数，熵变和过程无关，可以态函数，熵变和过程无关，可以设计一个始末状态相同的设计一个始末状态相同的可逆过程来代替可逆过程来代替，然后再应用上式进行熵变的计算。，然后再应用上式进行熵变的计算。 大学物理大学物理 第十第十三三章章 热力学基础热力学基础 重点与知识点重点与知识点第第1313章章 热力学基础热力学基础理学院物理系 王 强8/30/2024三、三、热力学第二定律热力学第二定律 熵熵3、热力学第二定律的热力学第二定律的熵熵表述表述（熵增加原理）（熵增加原理） 孤立系统孤立系统不不可逆过程可逆过程孤立系统孤立系统可逆可逆过程过程熵增加原理成立的熵增加原理成立的条件条件: : 孤立系统孤立系统或或绝热过程绝热过程. .熵增加原理：熵增加原理：孤立系统的熵永不减少孤立系统的熵永不减少。或或
