等温过程和绝热过程.ppt

理想气体的等温过程和绝热过程 1 过程特点 系统的温度不变 2 过程方程 3 过程曲线 4 内能增量 5 功 由理想气体状态方程 等温过程的功 1 6 热量 由过程方程 则等温过程的功 CT是否有意义呢 对于等温过程温度不变 系统要升高1K需吸收无限多的热量 则等温摩尔热容CT趋于无限大 这是没有意义的 2 7 热力学第一定律应用 因此无法使用 计算等温过程的热量 等温过程 则 意义 等温过程中系统吸收的热量全部用来对外作功 1 过程特点 系统与外界绝热 无热量交换 绝热材料 系统内能的减少全部用来对外作功 绝热过程的 摩尔 热容为0 2 内能增量 3 热力学第一定律应用 绝热过程中系统对外所作的功全部靠降低系统的内能来实现 4 功 1 由摩尔热容比 例如压缩空气从喷嘴中急速喷出 气体绝热膨胀 温度下降 甚至液化 再如气缸活塞急速压缩 温度升高 使易燃物燃烧 单原子分子气体 双原子刚性分子气体 多原子刚性分子气体 当打开一瓶装有香槟 苏打水饮料或者任何其它碳酸饮料瓶时 在开瓶瞬间 为什么瓶口的周围会形成一团白雾 或者看见瓶口突然冒出白烟 香槟在开启的瞬间 内部有二氧化碳和水蒸气的压强大于大气压 气体迅速膨胀到大气中 在此过程中气体来不及从外界吸收热量 可近似为绝热过程 气体膨胀后体积增大 对外界大气做正功 内能的减小 使气体温度降低 从而造成气体中水蒸气凝结成小水滴 从而形成雾 5 绝热过程方程 6 过程曲线 将绝热线与等温线比较 等温线斜率 绝热线斜率 全微分 斜率 全微分 绝热线斜率 与等温线斜率比较 绝热线斜率是等温线斜率的 倍 绝热线要比等温线陡 意义 对于相同体积变化 等温膨胀过程中系统的压强P的下降完全由系统密度的减小引起 对于绝热膨胀过程 系统压强的下降由密度的减小和温度的降低共同产生 因此绝热过程中压强的变化快于等温过程 例1 一定量的理想气体从体积V1膨胀到体积V2分别经历的过程是 AB等压过程 AC等温过程 AD绝热过程 其中吸热最多的过程 A A 是AB B 是AC C 是AD D 既是AB也是AC 两过程吸热一样多 例2 一定量的理想气体 经历某过程后 它的温度升高了 则根据热力学定律可以断定 1 该理想气体系统在此过程中吸了热 2 在此过程中外界对该理想气体系统作了正功 3 该理想气体系统的内能增加了 4 在此过程中理想气体系统既从外界吸了热 又对外作了正功 以上正确的断言是 C A 1 3 B 2 3 C 3 D 3 4 E 4 1 等容降压过程 2 等压压缩过程 3 绝热膨胀过程 4 未知过程与等温线有两个交点 解答 1 等容降压过程 曲线下面积为0 由 例3 讨论下列几个过程中温度的变化 内能增量 功 热量的正负 由热力学第一定律 2 等压压缩过程 体积收缩 曲线下面积为负值 由 放热过程 由热力学第一定律 放热 3 绝热膨胀过程 由热力学第一定律 4 未知过程与等温线有两个交点 由于1 2点在等温线上 由热力学第一定律 放热 例4 温度为25 C 压强为1atm的1mol刚性双原子分子理想气体 经等温过程体积膨胀至原来的3倍 1 计算这个过程中气体对外的功 2 假设气体经绝热过程体积膨胀至原来的3倍 那么气体对外做的功又是多少 摩尔气体常数 解 1 等温过程气体对外作功为 2 绝热过程气体对外作功 例5 0 02kg的氦气 视为理想气体 温度由17 C升为27 C 若在升温过程中 1 体积保持不变 2 压强保持不变 3 不与外界交换热量 试分别求出气体内能的改变 吸收的热量 外界对气体作的功 例6 一定质量的理想气体 由状态a经b到达c 如图 abc为一直线 求此过程中 1 气体对外做的功 2 气体内