热力学第一定律的等值应用课件- 高中物理竞赛

1、等体过程

V2=V1

过程方程功A=0Q=E2-E1=

CV,m(T2-T1)(1)(2)(3)注：E2-E1=Q

－A

pV=

RTE

=

CV,mT一、等体过程等体摩尔热容2、等体摩尔热容量等体摩尔热容量气体等体摩尔热容量：1mol气体在体积保持不变过程中的热容量，记为CV,m。摩尔的理想气体的内能增量上式与过程无关，适合于各种过程。1、等压过程p2=p1

E2-E1=

CV,m(T2-T1)Q

=Cp,m(T2-T1)

过程方程(1)(2)(3)(4)二、等压过程等压摩尔热容2、等压摩尔热容量由理想气体状态方程由热力学第一定律即：Q

=Cp,m(T2-T1)

比较迈耶公式

以表示比值CP,m/CV,m

，称为比热容比热容量.ppt热.ppt得三、.等温过程

T2=T1

过程方程p1V1=p2V2

Q=A(1)(2)(3)(4)

E2-E1=0

第二十章热力学基础

质量为2.8×10-3kg

、温度为27℃

、压强1atm的氮气，先使之等压膨胀到原来体积的两倍；再在容积不变下，使压强加倍，最后做等温膨胀，使压强降低至1atm

。

求：全部过程中氮气做的功，吸收热量及内能的变化。如果将氮气自初态等压变至末态，氮气做的功，吸收热量及内能变化？

例题1解：所有过程都是准静态过程，如p-V

图所示。T1=300K，p1=p2=p4=1atm，

p3=2atm（1）从p-V图可求出：（2）（a）1→2是等压过程（dp=0）或（b）2→3是等体过程（dV）=0（c）3→4是等温过程（dT）=0吸收热量Q=Q1+Q2+Q3=2810J对外作功A=A1+A2+A3=941J内能改变E=

E1+E2+E3=1869J整个过程Q=A+

E在全部过程中，系统（3）若经历一等压过程，系统从态1变为态4内能变化所做的功吸收热量

系统对外做功和吸收的热量与过程的路径有关，而内能却是状态的函数，只取决于初终两态的参量。例题2

10mol氧气由状态1变化到状态2经历过程如图，(1)沿1→m→2路径；(2)沿1→2直线。

分别求出这两个过程中系统对外界作的功

A及系统吸收的热量

Q和内能的变化E2-E1

。氧分子当成刚性分子理想气体看待。解：（1）1，2，m点的状态参量。=10,p1=5atm，V1=Vm=50×10-3m3p2=pm=20atm，V2=10×10-3m3由pV=RT（2）

1→m

过程，dV=0，A1m=0

m→2

过程，dp=0对于整个1→m→2

过程E=(E)1m+(E)m2=(1.90×105-2.03×105)J=-0.13×105JQ=Q1m+Qm2=(1.90×105－2.84×105)J=-0.94×105JA=A1m+Am2=0+(-0.81×105J)=-0.81×105JQ=E2－E1＋A直接计算内能变化

以上结果符合热力学第一定律:

1→2

过程中系统对外界作功等于直线下的面积。气体被压缩，对外界做的功为（3）1→2过程：Q=A+E=-0.64×105J

内能的变化与过程无关，是系统的状态函数，而功和热量则随过程的不同而不同，是过程量。气体向外界放热。例题3

8×10-3kg

氧气，体积0.41×10-3m3

，温度27℃。氧气做绝热膨胀后的体积为4.1×10-3m3

，气体作功多少？如氧气做等温膨胀后的体积也是4.1×10-3m3

，气体作功又是多少？解：由其内能的减少量可以直接求绝热过程中气体对外作的功。已知由绝热方程得到代入i=5得=1.4如氧气做等温膨胀，求得气体