大學(xué)物理熱力學(xué)基礎(chǔ)課件

1、第七章熱力學(xué)基礎(chǔ)，終止，7.1熱力學(xué)第一定律，7.6熱力學(xué)第二定律，7.5循環(huán)過程，7.4以上氣體的絕熱過程，7.2熱容量，7.3熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用，1，交流PPT學(xué)習(xí)，等于7.1熱力學(xué)第一定律P，v，t的量。內(nèi)部能量的變化：只與初始、最終狀態(tài)相關(guān)，與過程無關(guān)。理想氣體：一，內(nèi)部能源，電源，熱量(Internal energy，Work，Heat)，上頁，下頁，退出，返回，2，AC PPT，3學(xué)習(xí)，3系統(tǒng)0表示系統(tǒng)向外發(fā)射熱量。傳熱的微觀本質(zhì)是分子的不規(guī)則動能從高溫物體傳遞到低溫物體。熱量是過程量。2天可以改變系統(tǒng)的狀態(tài)(內(nèi)部能量)、分子的規(guī)則動能和分子的不規(guī)則動能的轉(zhuǎn)換和傳遞。工作是過程量

2、。等價(jià)，上，下，結(jié)束，返回，3，學(xué)習(xí)交流PPT，無限小過程：某個(gè)過程，系統(tǒng)外部熱Q，外部工作W，系統(tǒng)內(nèi)部初始狀態(tài)E1到E2，能量守恒：符號規(guī)定：Q，2，不受外界影響時(shí)，系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間變化。例1:在外部對系統(tǒng)進(jìn)行操作會使過程無限緩慢，如果外部壓力總是比系統(tǒng)壓力小一點(diǎn)，則可以慢慢壓縮。(David assell，Northern Exposure(美國電視電視劇)，系統(tǒng))，3，Quasi-static process(準(zhǔn)靜態(tài)流程)，流程的每個(gè)狀態(tài)都是平衡狀態(tài)由于狀態(tài)圖中的任意點(diǎn)表示系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，因此準(zhǔn)靜態(tài)過程可以使用系統(tǒng)的狀態(tài)圖，例如P-V圖(或，1)。熱力學(xué)第一定律適用于所有系統(tǒng)(固體

3、、液體、氣體)。2.熱力學(xué)第一定律適用于任何過程(非靜態(tài)過程也成立)。上，下，結(jié)束，返回，7，學(xué)習(xí)交流PPT，4，W，Q，E計(jì)算1。w計(jì)算(準(zhǔn)靜態(tài)過程，體積操作)，(1)直接計(jì)算方法(定義)，系統(tǒng)外部，上，下，退出，返回，8，學(xué)習(xí)交流PPT，摩爾數(shù)，C:摩爾熱容量，Q CDE計(jì)算，(2)間接計(jì)算方法為Q=E W，上頁，下頁，結(jié)束，返回，10，學(xué)習(xí)AC PPT 7.2氣體的摩爾熱容量，上，下，結(jié)束，結(jié)束理想氣體等壓摩爾熱，單原子分子，I=3，=1.67對雙原子分子，I=5，=1.40對多原子分子，I=6，=1.33(都是剛性異常氣體分子)，3。泊松鄭智薰，2 .過程方程：7.3熱力學(xué)第一定律對上

4、氣體等價(jià)過程1。等用過程，1。特征：V=const。3 .過程曲線：4；1 .特性：P=const，2。等壓過程，2 .過程方程：3 .過程曲線：4。能源轉(zhuǎn)換關(guān)系：上一頁，isothermal process，2。過程表達(dá)式：P v=const，3。流程曲線：Q=W，思考：等溫摩爾熱容量(CT)，上，下，退出，返回，16，學(xué)習(xí)交流PPT，7.4或更高氣體絕熱過程(Adiabatic process of the ideal)過程方程：絕熱過程：1。良好2。進(jìn)行得比較快(仍然是準(zhǔn)靜態(tài))，但無暇與外部交換熱量的過程。I .特性：Q=0，dQ=dW=-dE，絕熱源程序，上，下，退出，返回，17，學(xué)習(xí)

5、交流PPT，PdV=-CV dT (1)，CV絕對熱線比等溫線更陡，A點(diǎn)等溫線的斜率為，3 .絕對熱線(adiobat)、上下、退出、返回、學(xué)習(xí)19、AC PPT、絕對熱線傾斜、等溫線大于A點(diǎn)熱線傾斜如下：2 .意思：從早期的A(P1，V1，T1)到(1)等溫過程，再到狀態(tài)2(P2，V2，T1) (2)絕熱過程，再到狀態(tài)2(2)絕熱過程，壓力下降，是由于體積膨脹和溫度下降。也就是說，通過兩個(gè)茄子不同的過程，膨脹到卷V2，P 2 P2，絕熱過程減少了系統(tǒng)的內(nèi)部能量，對外運(yùn)行。上，下，結(jié)束，返回，21，學(xué)習(xí)交流PPT，熱力學(xué)第一定律，上，下，結(jié)束，返回，22，學(xué)習(xí)交流PPT，示例2:氣體絕熱自由膨

6、脹，Q=0，1。循環(huán)過程及其特征，2 .特征，(1) PV圖中的進(jìn)程曲線閉合。(2)e=0；(3)由循環(huán)曲線包圍的面積等于在一個(gè)周期中工作的大小。上、下、退出、返回、24、學(xué)習(xí)交流PPT、正向循環(huán)過程對應(yīng)于熱，反向循環(huán)過程對應(yīng)于冷機(jī)。一般在高溫?zé)釒煳諢酫1，對外純功W，低溫?zé)釒灬尫艧酫2(僅顯示數(shù)字)，W=Q1-Q20是良性循環(huán)。相反，是相反的輪回。3 .循環(huán)分類，2 .循環(huán)效率，正周期內(nèi)，系統(tǒng)從高溫?zé)嵩次諢崃縌1，向低溫?zé)嵩窗l(fā)射熱量|Q2| (Q20)，系統(tǒng)外部工作W=Q1-|Q2| 3?？ㄖZ循環(huán)是指當(dāng)系統(tǒng)只與高溫?zé)嵩?溫度T1)和低溫?zé)嵩?溫度T2)交換熱量時(shí)，這種循環(huán)稱為卡諾循環(huán)?？?/p>

7、諾循環(huán)過程由兩個(gè)等溫過程和兩個(gè)絕熱過程組成。上，下，退出，返回，26，學(xué)習(xí)交流PPT，2?？ㄖZ循環(huán)的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，34等溫壓縮：E=0，12等溫膨脹：E=0，41絕熱壓縮：Q=0，2?？ㄖZ熱機(jī)的效率只與兩個(gè)熱源的溫度有關(guān)。T1牙齒越高，T2越低，效率越高。也就是說，熱源溫差越大，熱量利用價(jià)值越高。，說明，3 .卡諾熱機(jī)的效率總是小于1。因?yàn)闊o法獲得T1=或T2=0K的熱源。上，下，退出，返回，28，學(xué)習(xí)交流PPT。在示例3圖中，ab是等用過程，BC是絕熱過程，ca是等壓過程。已知p，p，v，v尋找牙齒循環(huán)的效率。解釋：為了等用過程，過程中吸收的熱量，上下，結(jié)束，返回，29，AC PPT，因此循

8、環(huán)過程的效率，為了等壓過程，過程中釋放的熱量，上下，循環(huán)過程中氣體所執(zhí)行的工作；從熱源吸收的熱循環(huán)效率。示例4。一定量的理想氣體在卡諾循環(huán)中，熱源溫度T1=400K，冷卻溫度T2=280K，P1=10atm，V1=1010-3 m3，V2=2010-3 m3，=；解釋：12等溫過程：上一頁，下一頁，結(jié)束，返回，31，學(xué)習(xí)交流PPT，23絕熱過程：41絕熱過程：34等溫過程：上一頁，下一頁，結(jié)束，返回；學(xué)習(xí)交流PPT，7.6熱力學(xué)第二定律，1 .熱力學(xué)第二定律，熱力學(xué)第二定律是否定語，指確定性定律。1 .Kelvin解釋：不能制造循環(huán)運(yùn)動的熱從一個(gè)熱源吸收熱量，變成完全有用的工作，但其他物質(zhì)保持不變。人們稱之為第二種靈機(jī)，它能從單一熱源吸收熱量，完全轉(zhuǎn)化為有用的力量，而不會引起其他變化。上，下，退出，返回，34，PPT更換學(xué)習(xí)，凱爾文說法的意思是不能創(chuàng)造第二種動機(jī)。(又稱單熱源打開，效率=1，即熱量全部轉(zhuǎn)換為運(yùn)行)，牙齒