大学物理-多媒体课件 -3 热力学第一定律 (1)

1 第9章热力学第一定律 1热力学第一定律 2绝热过程 3循环过程 2 一 热力学过程 1热力学第一定律 1 依系统状态发生变化 准静态与非静态等值过程 2 与外界的关系 3 理想与实际 自发绝热过程 可逆不可逆过程 3 焦耳实验1 与外界进行热交换2 外界作功 结论 1 改变系统状态 E 的方式有两种 2 作功 传热是相同性质的物理量 过程量 二 作功与传热 4 系统从初态 系统对外作的功 系统器壁上小面元 对器壁作用力 在某一时刻 三 准静态过程中体积功的计算 5 准静态与系统种类无关 6 四 热热量的计算 与过程有关 1 物质的热容量 2 摩尔热容量 可以 0 0 0 1 热容量的定义 7 2 热量的计算等容过程 8 等压过程 温差不太大 CP可看作常数 9 五 热力学第一定律 若加一些条件若为准静态若为理想气体若理气准静态 10 内能E状态参量与过程无关 普遍的能量转化和守恒定律 11 六 热一律在理气准静态等值过程中的应用1 等容过程理想气体等容摩尔热容 12 适应范围 结论 理气任意过程 内能是状态量理想气体的内能是温度的单值函数 13 2 等压过程理气等压摩尔热容 14 比热容 迈耶公式 15 一 理气准静态绝热过程二 自由膨胀 非准静态过程 2绝热过程 16 绝热过程 特征 热一律 即 适用于一切绝热过程介绍两种情况 17 一 理气准静态绝热过程1 过程方程 绝热的热 律加理气准静态的条件 绝热热 律理气准静态理气状态方程 18 结果 2 过程曲线 或 19 二 自由膨胀特点 迅速来不及与外界交换热量则Q 0 非静态过程 无过程方程办法 只能靠普遍的定律 热 律 自由膨胀 绝热热 律 20 能量守恒 由 因为自由膨胀所以系统对外不作功即 得 21 思考 初态和末态温度相同 真实气体 内能还与体积有关焦 汤实验 22 3循环过程 一 热机循环与制冷循环二 卡诺循环 23 1 循环过程系统经历一个热力学过程后又回到初态 2 能量特点 24 1 热机循环目的 吸热对外作功1 PV图 正 2 热流图 3 指标 效率 2 制冷循环目的 通过外界作功从低温热源吸热 1 PV图 2 热流图 3 制冷系数 25 重要说明 在热机 制冷机部分由于实际中的需要或说是习惯无论是吸热还是放热一律取正值则热机效率和制冷系数写成 26 二 卡诺循环只与两个恒温热源交换能量的无摩擦的准静态循环 1 卡诺热机 热流图 PV图 27 恒温热源过程吸放热 绝热过程方程 28 由两个绝热过程得循环闭合条件 卡诺热机效率 代入数据得 29 只与T1和T2有关与物质种类 膨胀的体积无关 提高高温热源的温度现实些 2 理论指导作用 1 卡诺热机效率 30 进一步说明热机循环不向低温热源放热是不可能的热机循环至少需要两个热源 3 理论说明低温热源温度T2 0说明热机效率 且只能 31 4 疑问 由热I律循环过程中如果 相当于把吸收的热量全作功从能量转换看不违反热一律但为什么实际做不到 说明 必然还有一个独立于热一律的定律存在这就是热二律