热力学基础07级实用教案

1、系统内能(ni nn)改变的两种方式:1、做功可以改变系统(xtng)的状态 摩擦升温（机械功）、电加热（电功） 功是过程量2、热量(rling)传递可以改变系统的内能 热量(rling)是过程量使系统的状态改变，传热和作功是等效的。1 cal = 4.18 J 1 J = 0.24 cal第1页/共48页第一页，共48页。 当热力学系统在外界影响下，从一个状态到另一个状态的变化过程，称为(chn wi)热力学过程，简称过程。热力学过程:2. 非静态过程1.准静态过程 二、准静态(jngti)过程准静态过程：系统从一平衡态到另一平衡态，如果过程中所有中间态都可以(ky)近似地看作平衡态的过程。

2、非静态过程：系统从一平衡态到另一平衡态，过程中所有中间态为非平衡态的过程。第2页/共48页第二页，共48页。pV图上，一点代表一个平衡态，一条连续曲线(qxin)代表一个准静态过程。这条曲线的方程称为过程方程，准静态(jngti)过程是一种理想的极限。准静态(jngti)过程poV),(111TVpI),(222TVpII V1V2P1P2.试想一容器有某种气体处于某种状态，持续（如: 一粒/秒）向活塞上轻放沙粒，则气体从一种状态变为另一状态的过程可近视为准静态过程。放置沙粒一天以后第3页/共48页第三页，共48页。三、准静态过程(guchng)的功和热量当活塞移动微小位移(wiy)dl时，系

3、统对外界所作的元功为：pdVpSdlFdldA 系统体积(tj)由V1变为V2，系统对外界作总功为： 21VVpdVdAA1、体积功的计算:dleppSF光光滑滑,dA,dV00 系统对外作正功；,dA,dV00 系统对外作负功；,dA,dV00 系统不作功。第4页/共48页第四页，共48页。2、体积(tj)功的图示 比较 a , b过程可知，功的数值不仅与初态和末态有关，而且还依赖于所经历(jngl)的中间状态，功与过程的路径有关。 功是过程量由积分意义可知，功的大小等于pV 图上过程曲线(qxin)p(V)下的“面积”。 21VVpdVA pVpba2VVdVV 1VIoII2p1ppdV

4、dA元功：由I态到II态的功：第5页/共48页第五页，共48页。准静态过程(guchng)中热量的计算2、热容(r rn)法1、利用(lyng)热力学第一定律第6页/共48页第六页，共48页。一、热力学第一(dy)定律 某一过程，系统从外界吸热(x r) Q，对外界做功 A，系统内能从初始态 E1变为 E2，则由能量守恒：E)A(Q AEQ Q0，系统吸收热量；Q0,系统对外作正功；A0,系统内能增加，E0 ; 放热时，Q0 .第39页/共48页第三十九页，共48页。0 可逆可逆TdQ热温比的积分(jfn)只取决于初、末状态，与过程无关pVABO12021 ABBATdQTdQ可逆可逆可逆可逆

5、021 BABATdQTdQ可逆可逆可逆可逆 BABATdQTdQ21可逆可逆可逆可逆第40页/共48页第四十页，共48页。微小(wixio)过程1、熵是热力学系统(xtng)的态函数2、某一状态的熵值只有相对(xingdu)意义3、系统熵变只取决于始态和末态引入新的态函数克劳修斯熵，用S 表示 BABAABTdQdSSS可逆可逆TdQdS可逆可逆 4、熵值具有可加性说明:pVABO12第41页/共48页第四十一页，共48页。二、熵增加原理(yunl)注意(zh y)： 熵增加是指孤立系统的所有物体的熵之和的增加 孤立系统内个别物体，熵也可能减少。孤立系统(xtng)中的可逆过程，其熵不变；孤

6、立系统(xtng)中的不可逆过程，其熵要增加。即自然过程进行的方向是熵增加的方向。第42页/共48页第四十二页，共48页。7-9 热力学第二(d r)定律的统计意义一、热力学第二定律(dngl)的微观意义系统的热力学过程就是大量分子无序运动(yndng)状态的变化功变热过程、热传递过程、气体自由膨胀过程大量分子从无序程度较小（或有序）的运动状态向无序程度大（或无序）的运动状态转化热力学第二定律的微观意义一切自然过程总是沿着无序性增大的方向进行。第43页/共48页第四十三页，共48页。2、玻尔兹曼熵自然过程(guchng)是向微观状态数（热力学概率） 增大的方向进行。引入态函数熵 lnkS 在孤立系统中所进行的自然(zrn)过程总是沿着熵增大的方向记性，平衡态对应于熵最大的状态，即熵增加原理。熵的微观意义是系统内分子热运动(yndng)无序性的量度熵具有可加性21SSS 21 lnklnkS 21 lnklnk 0 S 玻尔兹曼熵第44页/共48页第四十四页，共48页。精品(jn pn)课件！第45页/共48页第四十五页，共48页。精品(jn pn)课件！第46页/共48页第四十六页，