熱力學小結zq資料課件

熱力學小結一、系統(tǒng)：任意物質(zhì)氣體理想氣體

二、狀態(tài)：一般狀態(tài)平衡態(tài)1、氣體平衡態(tài)有四個最基本的狀態(tài)量：P、V、T、S3、狀態(tài)方程：理想氣體4、過程：三、理想氣體的內(nèi)能：一般過程準靜態(tài)過程可逆過程四、準靜態(tài)過程，系統(tǒng)對外做的功：PV0V1V2V0PV2V1等容等壓等溫絕熱五、準靜態(tài)過程中的熱量：Q=0等容等壓等溫絕熱六、熱力學第一定律：七、循環(huán)：一般循環(huán)準靜態(tài)過程的循環(huán)可逆循環(huán)1、準靜態(tài)過程的循環(huán)可在PV圖上表示：

系統(tǒng)對外作功為正，是熱機。0VP正循環(huán)

系統(tǒng)對外作功為負，是制冷機。0VP逆循環(huán)2、循環(huán)：等于所圍的面積。八、熱機與致冷機：Q2Q1Q2Q1W這里：Q1=Q2+W,Q1、Q2、W都取正值。W熱機效率：致冷系數(shù)：九、卡諾循環(huán)：PT1T2VPT1T2V十、熱力學第二定律：文字表述：克氏表述：開氏表述：等價。數(shù)學表述：（克氏熵公式）（玻氏熵公式）熵增加原理：孤立系統(tǒng)=可逆過程>不可逆過程例：0.1mol的單原子理想氣體，經(jīng)歷一準靜態(tài)過程abc，ab、bc均為直線。1、求Ta、Tb、Tc。2、求氣體在ab和bc過程中吸收的熱量，氣體內(nèi)能的變化各如何？

3、氣體在abc過程中最高溫度如何？4、氣體在abc過程中經(jīng)歷一微小變化時，氣體是否總是吸熱？P(105Pa)1.510.50V(10-3m3)123abcP(105Pa)1.510.50V(10-3m3)123abc解題思路1、由求出求Ta、Tb、Tc。2、ab，bc，Tb=TcP(105Pa)1.510.50V(10-3m3)123abc3、bc的直線方程：由Tmax再由求出T。

例：一定量的理想氣體，從a態(tài)出發(fā)經(jīng)過aeb或afb過程到達b態(tài)，acb為等溫線，則兩過程中外界對系統(tǒng)傳遞的熱量是放熱還是吸熱？PV０gaedbfcPab(T2)c(T3)d(T4)V1V2(T1)VQ1Q2例：如圖所示的循環(huán)過程，ab和cd為絕熱過程，bc和da為等體過程，若（1）已知T1和T2，求循環(huán)效率，（2）已知T3和T4，求此循環(huán)是否為卡諾循環(huán)？Pab(T2)c(T3)d(T4)V1V2(T1)VQ1Q2解：da：吸熱Q1，bc：放熱Q2ab：cd：不是卡諾循環(huán)。例：設有單原子理想氣體的循環(huán)過程V-T圖如圖，已知Vc=2Va1、此逆時針循環(huán)是否代表制冷機？2、繪出此循環(huán)的P-V圖，判斷各過程的吸放熱。3、求出循環(huán)效率。VT０abcVcVaVT０abcVcVaPV０abcVaVc解：（1）只有PV圖上的逆循環(huán)代表致冷機。（2）吸熱：放熱：練習題：1、熱量不能從低溫物體傳到高溫物體，對不對？為什么？2、系統(tǒng)吸收的熱量不可能全部用來作功，對不對？為什么？3、系統(tǒng)只要經(jīng)過一個卡諾循環(huán)，則系統(tǒng)本身沒有任何變化？對不對？為什么？4、下列各式有什么不同？5、單原子理想氣體等壓加熱，對外作功所耗的能量為吸熱的百分之幾？6、若為雙原子，此百分比變大還是變??？為什么？7、一條等溫線能否相交兩次？為什么？8、卡諾循環(huán)中，兩次膨脹的體積不等，則凈功多的效率高，對嗎？為什么？PaVbfdceT1T2例題：一定量的理想氣體經(jīng)歷acb過程時吸熱

200j。則經(jīng)歷acbda過程時吸熱為：（a）-1200j；（b）-1000j；（c）-700j；（d）1000j；PV14140eadbc例題：一定量的理想氣體分別由初態(tài)a經(jīng)1過程ab和由初態(tài)a’經(jīng)過程acb到達相同的終態(tài)b，如P-T圖所示。則兩個過程中氣體分別從外界吸收的熱量Q1與Q2的關系是：（A）Q1〈0，Q1〉Q2；（B）Q1〉0，Q1〉Q2；（C）Q1〈0，Q1〈Q2；（D）Q1〉0，Q1〈Q2；PT12abca’0VPTT00123123例題：判斷下列兩圖1-2-3-1各過程中交換的熱量，內(nèi)能的變化，作功的正負？并畫出在p-V圖上對應的循環(huán)過程曲線。<A><B>

例題.水蒸汽分解為同溫度下的氫氣與氧氣，即也就是1mol的水蒸汽可分解為同溫度下的1mol氫氣與0.5mol的氧氣。當不計振動自由度時，求此過程中內(nèi)能的變化？

例題.2mol單原子分子理想氣體經(jīng)等容過程后，溫度從200K升高到500K。試求氣體吸收的熱量？（*如果過程是準靜態(tài)過程；*如果過程是非準靜態(tài)過程）例題：如圖體積為30升的圓柱形容器內(nèi)有一個能上下自由滑動的活塞（活塞的質(zhì)量和厚度可忽略），容器內(nèi)盛有1摩爾，溫度為127C的單原子分子理想氣體。若容器外大氣壓為1標準大氣壓，氣溫為27C，求當容器內(nèi)氣體與周圍達到平衡時需向外放熱多少？活塞氣體1atm結果： Q=-1793J

例題.一定量的理想氣體作圖示abcda循環(huán)，ab與cd為等壓過程，bc與da為絕熱過程。已知b態(tài)溫度T1，c態(tài)溫度T2。求：該循環(huán)的效率？PVabcdP1P2（T1）（T2）0

例題.雙原子分子氣體1mol作圖示曲線1231的循環(huán)過程。其中1-2為直線過程，2-3對應的過程方程為，3-1對應的是等壓過程。求：各分過程中的Q，A，；全過程的Q，A，及循環(huán)的效率？1.2P（atm）V（升）25300123P1解：例：有一過程，其摩爾熱容為常數(shù)C，求：該過程方程。（設氣體摩爾數(shù)為）令：（是常數(shù)）討論：n=，等容n=0，等壓n=1，等溫n=，絕熱1.自由度為i的理想氣體，在等壓過程中吸熱Q，對外作功W，內(nèi)能增加

E，則W/Q=________E/Q=__________解:2.一定量的理想氣體，由平衡狀態(tài)A變到平衡狀態(tài)B（PA=PB），則無論經(jīng)歷的是什么過程，系統(tǒng)必然A）對外作功B）內(nèi)能增加C）從外界吸熱D）向外界放熱PVABT低T高PVAB作功正負的判斷:作功與過程有關,看是否單方向膨脹3.一定量的理想氣體內(nèi)能E隨體積V的變化關系如圖,問該氣體經(jīng)歷的是什么過程?EV0E=iRT/2=KVPV=RTV=RT/PE=iRT/2=KRT/PP=2K/i等壓過程4.下列四個假想的循環(huán)過程，哪個可行？PV絕熱等溫AP絕熱絕熱CPV等溫絕熱BPVV絕熱絕熱等溫D答案：B5.如圖為一定質(zhì)量的單原子理想氣體的循環(huán)過程圖，由兩個等壓和兩個絕熱過程組成.已知P1、P2

求循環(huán)的效率.解:PadcP2P1VbQ吸Q放PadcP2P1Vb6.一定量的單原子分子理想氣體，從初態(tài)A出發(fā)，經(jīng)歷如圖循環(huán)過程，求1）各過程中系統(tǒng)對外作的功、內(nèi)能的變化和吸收的熱量2）整個循環(huán)過程系統(tǒng)對外作的總功及凈吸熱3）該循環(huán)的效率OV(10-3m3)1312P(105Pa)ABCA---B解:OV(10-3m3)1312P(105Pa)ABCB---C等容OV(10-3m3)1312P(105Pa)ABCC---A等壓OV(10-3m3)1312P(105Pa)ABCA--B200750950B--C0-600-600C--A-100-150-250WEQOV(10-3m3)1312P(105Pa)ABCABCA10001007.“理想氣體和單一熱源接觸作等溫膨脹時,吸收的熱量全部用來對外作功”,該說法:

1)不違反熱力學第一定律,但違反熱力學第