準靜態(tài)過程 功 熱量

第一節(jié)ssss13.1準靜態(tài)過程功熱量熱力學(xué)是研究物質(zhì)世界中有關(guān)熱現(xiàn)象的宏觀理論，它不涉及物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，而是將一物質(zhì)系統(tǒng)中大量粒子看作一個整體，研究系統(tǒng)所表現(xiàn)的各種宏觀性質(zhì)和規(guī)律。熱力學(xué)第一定律是熱力學(xué)的基本定律，是一個包括熱現(xiàn)象在內(nèi)的能量守恒與轉(zhuǎn)化的定律。熱力學(xué)第一定律首先涉及到熱量功內(nèi)能的基本概念1.幾個熱力學(xué)概念(i)熱力學(xué)系統(tǒng)熱力學(xué)中的研究對象(如氣體,液體,固體,電介質(zhì)和磁介質(zhì)等)叫做熱力學(xué)系統(tǒng).熱力學(xué)系統(tǒng)簡稱為系統(tǒng).也稱為工作物質(zhì).(ii)外界:系統(tǒng)之外并與系統(tǒng)相互作用的物體稱為外界.(iii)熱力學(xué)過程:熱力學(xué)系統(tǒng)從一個平衡態(tài)變化到另一個平衡態(tài)的過程./17一準靜態(tài)過程（理想化的過程）2.非靜態(tài)過程和準靜態(tài)過程熱力學(xué)系統(tǒng)經(jīng)歷一個熱力學(xué)過程(一系列的中間狀態(tài))到達另一個平衡態(tài).根據(jù)中間狀態(tài)的特點可以將熱力學(xué)過程可分為非靜態(tài)過程和準靜態(tài)過程.非靜態(tài)過程:中間狀態(tài)為非平衡態(tài)的熱力學(xué)過程稱為非靜態(tài)過程.準靜態(tài)過程:在始末兩個平衡態(tài)之間的每一個中間狀態(tài)都可近似地看成平衡態(tài)的熱力學(xué)過程稱為準靜態(tài)過程.準靜態(tài)過程是一個理想化的過程.從下面的例子,大家可以理解準靜態(tài)過程的含義./17氣體活塞砂子如圖是一個帶有活塞的容器.活塞的下面有一定質(zhì)量的氣體.活塞上放有一些砂粒.開始時氣體的狀態(tài)為(V1,T1,p1)將活塞上的砂粒一顆一顆地緩慢取走.氣體的狀態(tài)將非常緩慢地變?yōu)槟顟B(tài)(V2,T2,p2).這個過程可近似地作為準靜態(tài)過程.123.過程曲線系統(tǒng)從初始狀態(tài)經(jīng)準靜態(tài)過程到達末態(tài)用p-V圖的一條曲線表示.此曲線稱為準靜態(tài)過程曲線,簡稱為過程曲線.二功（過程量）

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功是能量傳遞和轉(zhuǎn)換的量度，它引起系統(tǒng)熱運動狀態(tài)的變化.宏觀運動能量熱運動能量氣體壓強p活塞面積Sld氣體系統(tǒng)體積變化過程所做的功（體積功）WdFld元功pVdpSld氣體膨脹系統(tǒng)對外做正功Vd0Wd0氣體被壓縮系統(tǒng)對外做負功Vd0Wd0氣體壓強p活塞面積SlddAcAbVbaVa與過程有關(guān)AOpV體積從變到系統(tǒng)所做的功

VaVbWpVdVaVbdW沿acb過程的功沿adb過程的功系統(tǒng)通過體積變化實現(xiàn)作功。熱力學(xué)中的功是與系統(tǒng)始末狀態(tài)和過程都有關(guān)的一種過程量。二功（過程量）三熱量（過程量）

通過傳熱方式傳遞能量的量度，系統(tǒng)和外界之間存在溫差而發(fā)生的能量傳遞.（1）都是過程量：與過程有關(guān)；（2）等效性：改變系統(tǒng)熱運動狀態(tài)作用相同；即可以通過做功,或傳遞熱量改變系統(tǒng)的狀態(tài).

宏觀運動分子熱運動功分子熱運動分子熱運動熱量（3）功與熱量的物理本質(zhì)不同.1cal=4.18J，1J=0.24

cal功與熱量的異同第一鄉(xiāng)豐節(jié)ssss13.2熱力學(xué)第一定律內(nèi)能理想胞氣體毅的內(nèi)中能是要氣體冬內(nèi)所堅有分比子的例動能甚和分瓶子內(nèi)鋒原子欄間的行勢能否之和.但熱力爬學(xué)系夸統(tǒng)不桑僅可泳以是舞氣體,還可克以是撲液體,固體懷等.熱力鄰學(xué)系爐統(tǒng)處蒼于某剝一狀鹽態(tài)時環(huán)所具博有的熄能量諷稱為系統(tǒng)默的內(nèi)茂能.理想氣體的內(nèi)能僅是溫度的函數(shù),即內(nèi)能是表豈征系天統(tǒng)狀華態(tài)的單值崗函數(shù).一般氣體的內(nèi)能是溫度和體積的函數(shù),即一綱內(nèi)能（狀書態(tài)量避）總之，某給定氣體系統(tǒng)的內(nèi)能。只由該系統(tǒng)的狀態(tài)所決定，在熱力學(xué)中內(nèi)能是一個重要的狀態(tài)量。性質(zhì)實質(zhì)內(nèi)能熱量功狀態(tài)量過程量過程量是構(gòu)成系統(tǒng)的全部分子的平均能量之和。是系統(tǒng)的宏觀有序機械運動與系統(tǒng)內(nèi)大量分子無規(guī)熱運動的相互轉(zhuǎn)化過程。是外界物質(zhì)分子無規(guī)熱運動與系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)分子無規(guī)熱運動的相互轉(zhuǎn)化過程。內(nèi)能擦功祥熱的量的國朵際標枯準單群位都攪是焦耳父（J）系統(tǒng)內(nèi)能的改變可以由外界向系統(tǒng)傳遞熱量來實現(xiàn),也可以由外界對系統(tǒng)做功來實現(xiàn).外界振對系才統(tǒng)做培功使碼系統(tǒng)內(nèi)能寸增加;系統(tǒng)冤對外禁界做稼功使南系統(tǒng)內(nèi)能掠減少;外界吳對系蔥統(tǒng)傳此熱使針系統(tǒng)內(nèi)能白增加;系統(tǒng)拋對外暑界傳謹熱使艷系統(tǒng)內(nèi)能他減少;但不管麗是通增過做功還是熱傳墾遞使系葵統(tǒng)的池內(nèi)能姐發(fā)生囑改變,內(nèi)能象的變另化只與參系統(tǒng)別起始蔑和終克了狀咽態(tài)有殖關(guān),與系訓(xùn)統(tǒng)所涂經(jīng)歷刊的過扯程無瓶關(guān).做功,傳熱蟲和內(nèi)身能的會變化含之間曲的定炸律關(guān)浮系如章何?2AB1**/1向7設(shè)系統(tǒng)初始狀態(tài)善的內(nèi)能為E1;(i傍)若外遞界向逮系統(tǒng)挽傳遞朋熱量碧為Q;外界跑對系康統(tǒng)做捷功為Wex;系統(tǒng)暖達到原末態(tài)研時的內(nèi)能為E2;12**E1E2根據(jù)濱能量蓄守恒堅定律,有即系統(tǒng)婦內(nèi)能滴的增抗量等后于外豆界向釋系統(tǒng)獎傳遞烤的熱喉量Q與外界規(guī)對系男統(tǒng)做促功Wex之和.(ii新)若外觸界向洞系統(tǒng)啄傳遞睬熱量Q,系統(tǒng)臉對外握界做煤功W,根據(jù)曠能量躁守恒寄定律,有熱力學(xué)第一定律二、熱力學(xué)第一定律Q12EEW在任何一個熱力學(xué)過程中，系統(tǒng)所吸收的熱量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增量與系統(tǒng)對外作功之和。WQ12EE熱力學(xué)第一定律是包括熱現(xiàn)象在內(nèi)的能量守恒與轉(zhuǎn)化定律的一種表達形式。該定律的另一種通俗表述是：第一類永動機是不可能造成的。第一類永動機是指能不斷對外作功而又不需消耗任何形式的能量、或消耗較少的能量卻能得到更多的機械功的機器。熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律Q12EEW在任何一個熱力學(xué)過程中，系統(tǒng)所吸收的熱量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增量與系統(tǒng)對外作功之和。WQ12EE熱力學(xué)第一定律是包括熱現(xiàn)象在內(nèi)的能量守恒與轉(zhuǎn)化定律的一種表達形式。該定律的另一種通俗表述是：第一類永動機是不可能造成的。第一類永動機是指能不斷對外作功而又不需消耗任何形式的能量、或消耗較少的能量卻能得到更多的機械功的機器。對于一個無限小的過程，熱力學(xué)第一定律可寫成QdWdpdVdEdE式中各量均為代數(shù)量，有正有負系統(tǒng)吸收熱量，Qd(或Q(為正，放出熱量則為負E系統(tǒng)內(nèi)能增加，d(或(為正，內(nèi)能減少則為負12EE系統(tǒng)對外作功，d(或(為正，外界對系統(tǒng)作功則為負WW式中各量的單位制必須統(tǒng)一。+系統(tǒng)吸熱系統(tǒng)放熱內(nèi)能增加內(nèi)能減少系統(tǒng)對外界做功外界對系統(tǒng)做功第一定律的符號規(guī)定例習(xí)題13狼-1削0一定獨量的慘空氣,吸收尚了1.這71×1誦03J的熱揉量,并保券持在1.提0×1硬05Pa下膨礙脹,體積和從1.南0×1代0-2m3增加柳到1.輩5×1饒0-2m3,問空氣溜對外桑作了鬧多少戶