高二物理竞赛课件热容与焓

热容与焓热容与焓摩尔热容：体系为单位摩尔

C(J/mol•K)比热(容)：体系为单位质量

C(J/kg•K)一、定体热容与内能在等体过程中，dV=0

(△Q)v=△U

任何物体在等体过程中吸收的热量就等于它内能的增量。

热容也是与变化过程有关的量

在一定过程中，体系吸收热量Q与温度T

的变化率。即热容C

=dQ/dT

在焦耳实验中，只要初末状态一定，不论所经历的过程如何，对系统所作的功的数值是相同的。即内能的改变只决定于初、末状态而与所经历的过程无关。内能定理

系统在从同一初态变为同一末态的绝热过程中，外界对系统作的功是一个恒量，这一恒量就定义为内能的改变量，即

U2—U1=W绝热(1)对一个系统进行热力学分析时，所涉及的不是系统内能的绝对数值，而是在各过程中内能的变化。(2)内能的概念也可推广到非平衡态系统。(3)从微观的角度看，内能应是分子的无规则热运动动能、分子间互作用势能、分子或原子内电子的能量与原子核内部能量之和(4)

内能并不包括系统整体宏观机械运动的动能以及系统在外场中的势能。A系统对外作功+，外界对系统作功UU21系统的内能增量

对于一微小的过程第一定律可表示为：

热力学第一定律的实质是包括热量在内的能量守恒和转换定律。热力学第一定律UAU=12+QQ吸热为+，放热为=AddU+Qd

热力学第一定律表明当热力学系统由某一状态经过任意过程到达另一状态时，系统内能的增量等于在这过程中外界对系统所作的功和系统所吸收的热量总和。或者说：系统在任一过程中所吸收的热量等于系统内能的增量和系统对外界所作的功之和。热力学第一定律表达了内能、热量和功三者之间的数量关系，它适用于自然界中在平衡态之间发生的任何过程。

amb和anb过程所作的功不同，吸收的热量也不同。所以功、热量和所经历的过程有关，而内能改变只决定于初末态和过程无关。微分形式积分形式abPVOmnbVaV1Q=U2U+PdV=AddU+Qd

例：某一定量气体吸热800J，对外作功500J，由状态A沿路径1变化到状态B，问气体内能改变了多少?如果气体沿路径2由状态B回到状态A

，外界对气体作功300J，问气体放出多少热量?解：=b

a=Qa1b

Aa1b

=800500=300J

对于路径2有Qb2a

=

a

b+Ab2a

Qb2a

=300+（300）=600J

故放出热量为600J。定体热容：CV=mcV=CV,m

CV,m---称定体摩尔热容定压热容与焓在定压过程中，(△Q)p=△(U+PV)

态函数焓为：H=U+PV

定压热容：Cp=mcp

=CP,m

CP,m

---称定压摩尔热容在等压过程中吸收的热量等于焓的增量。理想气体的定压摩尔热容CP,m

和定体摩尔热容C

都是常数。对于单原子理想气体（氦、氖等）CV.m=3R/2

对于双原子理想气体（氧、氮、氢等）

CV.m=5R/21、焦耳实验

A侧充气，B侧真空，打开活门让气体向真空中自由膨胀。在自由膨胀中，系统不对外界作功，即W=0

。由于气体流动速度快热量来不及传递，因此是绝热的，即Q=0。AB理想气体的内能焦耳实验焦耳定律实验表明气体的温度是不变的，自由膨胀是等内能过程。容器中气体的压强较低，温度维持在常温下，可认为是理想气体。

理想气体内能仅是温度的函数，与体积无关。理想气体的宏观特性：严格满足理想气体状