厦门大学短学期大学物理班AB类上-热学.pdf

主要内容主要内容 1 力学 质点运动学 质点动力学 刚体动力学 力学 质点运动学 质点动力学 刚体动力学 2 热学 气体动理论 气体的压强 内能 分布律 热学 气体动理论 气体的压强 内能 分布律 热力学基础 热力学第一定律的应用 热力学基础 热力学第一定律的应用 3 课件下载 课件下载 physxmu physics 4 每次课均要考勤 缺课两次以上的取消本次重修资格每次课均要考勤 缺课两次以上的取消本次重修资格 热学热学 热学热学 理想气体状态方程理想气体状态方程 m pVRT M 8 31J mol K R 注意单位统一 注意单位统一 例题例题 例题例题 一容器内贮有氧气一容器内贮有氧气0 10kg 压强为 压强为10atm 温度为温度为470C 因容器漏气 过一段时间后 因容器漏气 过一段时间后 压强减到原来的压强减到原来的5 8 温度降到 温度降到270C 问 问 1 容器体积为多大 容器体积为多大 2 漏去了多 漏去了多少少氧气 氧气 例题例题 1 m pVRT M 3 5 33 0 10 32 10 8 31 47273 16 10 1 013 10 8 31 10 mRT V Mp m 2 m p VRT M 353 2 32 10 5 8 10 1 013 108 31 10 8 31 27273 16 6 67 10 Mp V m RT kg 1033 31067 610 0 22 kgmmm 热学热学 热力学第一定律热力学第一定律 系统所吸收的热量 一部分使系统的内能增加 另一部分用于系统对外做功 系统所吸收的热量 一部分使系统的内能增加 另一部分用于系统对外做功 QEW 无限小过程 无限小过程 QdE W 理想气体的内能理想气体的内能 EE T 体积功体积功 2 1 V V WpdV 热量热量 V V m V QMME C m dTmT p p m Q M C m dT 热学热学 系统吸热系统放热系统吸热系统放热 W0 Q0 对外界作功对外界作功对系统作功对系统作功 外界外界 E 0 E 0 小结小结 WEQ 热学热学 热力学第一定律应用热力学第一定律应用 等体过程等体过程 1 P1 V T1 2 P2 V T2 P OV 2211 TpTp 21 0 vV m m QCTE M W T 等等压过程压过程 V 1 P V1 T1 2 P V2 T2 p O 2211 TVTV 21 V m m ECTT M 2 1 2121 V V m WpdVp VVR TT M 21 pp m m QCTT M 热学热学 等温过程等温过程 1 p1 V1 T 2 p2 V2 T V O p p1V1 p2V2 0 v m m ECTT M 21 12 lnln Vpmm WRTRT MVMp 21 12 lnln T Vpmm QWRTRT MVMp 绝绝热过程热过程 绝绝热热线线 等等温温线线 OV p 21 V m m ECTT M 0Q 21 V m m WECTT M 1 122 1 pVp V W 1 1 2 1 3 pVC TVC pTC 例题例题 0 014kg标标态下的态下的N2气体气体经经 1 等等压 压 2 等等温 温 3 绝绝热过程热过程使其使其体积体积膨胀膨胀为原来的两为原来的两倍倍 试试 分分别求出这些别求出这些过程的过程的E W和和Q 已知已知RC mV 2 5 例题例题 例题例题 1 KT V V T V T V T 546 1 1 2 2 2 2 1 1 1086 2 2 5 3 1212 J TTR M m TTC M m E mV 3 1211 11 1 13 10 m Wp VVpVRTJ M 3 3 99 10 QWEJ 2 0 E 2 2 1 1 ln7 86 10 Vm WRTJ MV 1086 7 2 JEWQ 3 KT V V TVTVT9 206 1 1 1 2 2 1 22 1 11 2 2121 5 6 87 10 2 V m mm ECTTR TTJ MM 1087 6 2 JEW 0 Q 热学热学 热机循环及其效率热机循环及其效率 2 11 1 QW QQ 热热机机 高高温热温热源源 低低温热温热源源 1 Q 2 Q W 致冷机及其致冷系数致冷机及其致冷系数 致冷机致冷机 高高温热温热源源 低低温热温热源源 1 Q 2 Q W 22 12 QQ WQQ 例题例题 例题例题 如图表示如图表示以理想气体为以理想气体为工作物工作物质的质的某某热热机机的的循环循环过过 程 程 其中其中ab为为绝绝热过程 热过程 bc为为等等压过程 压过程 ca为为等等容过程 容过程 证明该循环证明该循环的的效率效率 1 1 1 12 12 VV VV mVmp CC mVmp CC 为为常数常数 V V2V1 p O a cb 例题例题 1 caV mac m QQCTT M 2 bcp mbc m QQCTT M 2 1 1 1 1 p mbc bc V macac CTT TTQ QCTTTT 12 VVTT cb 1 2 12 1 12 1 2 1 1 V V T T VVTT VVTTVTVT c a cb baba 1 1 1 12 12 VV VV 例题例题 3mol的氧气的氧气在在压强为压强为2atm时 体积为时 体积为40L 先将其先将其 绝绝热压热压缩缩到一到一半半的体积 的体积 然然后后等等温温膨胀膨胀到原体积 到原体积 最最后后等等容容 回回到到初始初始状态 状态 若系若系统统可可以以视视为理想气体 为理想气体 1 在在pV 图图上上画出整个画出整个过程过程曲线曲线 2 求该循环求该循环的的效率效率 例题例题 例题例题 O V p 1 2 3 12 0Q 1 21 2 5 28 V ppatm V 22 2 429 3 p V