第三章-热力学学习教案

1、会计学1第三章第三章-热力学热力学第一页，共76页。第1页/共76页第二页，共76页。基本概念基本概念一、热力学系统一、热力学系统(xtng)(xtng)与热力学状态与热力学状态系统系统(xtng)(xtng)的外界的外界( (外界外界) )：能够与所研究的热力学系统：能够与所研究的热力学系统(xtng)(xtng)发生相互作用的其它物体。发生相互作用的其它物体。外外界界系系统统外界外界分为：孤立分为：孤立(gl)(gl)系统系统 封闭系统封闭系统 开放系统开放系统1、热力学系统、热力学系统( (系统系统) )：指热力学的研究对象。指热力学的研究对象。2、平衡状态：在没有外界影响的情况下，系统

2、各部分的宏观性质在长时间内不发生变化的状态。、平衡状态：在没有外界影响的情况下，系统各部分的宏观性质在长时间内不发生变化的状态。第2页/共76页第三页，共76页。1、热力学过程、热力学过程(guchng)：系统从某状态开始经历一系列的中间状态到达另一状态的过程：系统从某状态开始经历一系列的中间状态到达另一状态的过程(guchng)。2112（驰豫时间(shjin)：从一个热力学平衡态转化到另一个热力学平衡态所需要的时间(shjin)）二、热力学过程二、热力学过程(guchng)(guchng)与准静态过程与准静态过程(guchng)(guchng)第3页/共76页第四页，共76页。 非准静态过

3、程非准静态过程(guchng)(guchng)：从一个热力学平衡态转化到另一个热力学平衡态所经历的中间状态是非平衡态过程：从一个热力学平衡态转化到另一个热力学平衡态所经历的中间状态是非平衡态过程(guchng)(guchng)。说明：实际过程是非准静态过程，但只要过程进行说明：实际过程是非准静态过程，但只要过程进行(jnxng)(jnxng)的时间的时间 远大于系统的驰豫时间，均可看作准静态过程。如远大于系统的驰豫时间，均可看作准静态过程。如 实际汽缸的压缩过程可看作准静态过程。实际汽缸的压缩过程可看作准静态过程。S2、准静态、准静态(jngti)过程：在过程进行的每一时刻，系统都无限地接近平

4、衡态。过程：在过程进行的每一时刻，系统都无限地接近平衡态。第4页/共76页第五页，共76页。 (1) (1) 准静态过程准静态过程(guchng)(guchng)是一个理想过程是一个理想过程(guchng)(guchng)； (3) (3) 准静态过程在状态图上可用一条曲线准静态过程在状态图上可用一条曲线(qxin)P-V (qxin)P-V 图表示。图表示。 (2) (2) 除一些进行除一些进行(jnxng)(jnxng)得极快的得极快的过程（如爆炸过程）外，大多数过程（如爆炸过程）外，大多数情况下都可以把实际过程近似看情况下都可以把实际过程近似看成是准静态过程；成是准静态过程；OVp说明说

5、明第5页/共76页第六页，共76页。V热源热源Q热源热源PQ恒温大热源恒温大热源TTQ等容过程等容过程(guchng)等压过程等压过程等温过程等温过程Vp(a)(c)(b)a-等体过程(guchng)b-等压过程(guchng)c-等温过程(guchng)常见准静态常见准静态(jngti)过程过程:等容过程、等压过程、等温过程、绝热过程等容过程、等压过程、等温过程、绝热过程、第6页/共76页第七页，共76页。三、热功转换的能量：内能三、热功转换的能量：内能(ni nn)(ni nn)、功、热量、功、热量1、内能、内能(E )（ Internal energy） ：是物体中分子：是物体中分子(f

6、nz)无规则运动能量的总和无规则运动能量的总和 ，是状态量。，是状态量。2iERT)(TEE ),(TVEE 理想气体理想气体(l xin q t)说明：说明：1.1.内能是状态的单值函数，与过程无关。当系统由状态内能是状态的单值函数，与过程无关。当系统由状态1 1变变化到状态化到状态2 2，内能变化为，内能变化为 ，与过程无关。与过程无关。2.2.系统从某一状态，经历一系列变化回到原来的状态，则系统从某一状态，经历一系列变化回到原来的状态，则0E12EEE第7页/共76页第八页，共76页。2、功、功(W)（Work）：是能量）：是能量(nngling)传递和转化的量度，是过程量。传递和转化的

7、量度，是过程量。SpV1V2OVp1V2V12准静态准静态(jngti)(jngti)过程过程: :ddddWf lpS lp Vd21VVWp V第8页/共76页第九页，共76页。1.气体体积膨胀时，气体体积膨胀时，dV0，dW0，系统对外界做功；，系统对外界做功；2. 气体体积缩小时，气体体积缩小时，dV0，dW 02、熵增加原理、熵增加原理(yunl)在孤立在孤立(gl)系统中所进行的自然过程总是沿着熵增大的方向进行系统中所进行的自然过程总是沿着熵增大的方向进行（说明：熵增原理只能应用于孤立系统，对于（说明：熵增原理只能应用于孤立系统，对于(duy)(duy)开放系统，熵是可以减少的）开放系统，熵是可以减少的）孤立系统孤立系统(自然过程自然过程)W1W222ln kS( (，自动进行自动进行) )1211ln kS热力学第二定律的普遍表述热力学第二定律的普遍表述 ： 一切自发过程总是向着熵增加的方向进行一切自发过程总是向着熵增加的方向进行 。2112TdQSSS第74页/共76页第七十五页，共76页。（1）若系统(xtng)经绝热过程后熵不变，则此过程是可逆