热力学定律复习笔记

《大物笔记》第10章热力学基础Q=A+AEdQ=dA+dE（dQ和dA是过程量，dE是状态量）一Q>0,从外界吸热-A>0,对外界做功一圧>0,内能增加准静态过程：做功过程缓慢：热传导AT无限小内能：E=?NkT热量:Q=Ja/Q珈A=falbPdV热容量c=善dT对于理想气体E=ivRT所以CV,m=?尺Cp,m=CVfm+-(^^)P=CVfm+尺=字尺热容比丫=?竺=1+?Cvfm !5.等容过程等压过程Q=v®MTQ=vCpMT绝热过程A5.等容过程等压过程Q=v®MTQ=vCpMT绝热过程A例、氢气P二4xlO6Pa不变，T讦0°C,T2=50°C，吸收Q=6xlO4J求（1）氢气摩尔数（2）肛（3）A（4）若体积不变，温度同样变化，Q二?

解：(1)Q=竿vRAT所以v=鴿=41.267710?(2)AE=v^/?AT=|(2=4.28X104/(3)A=Q-AE=|(2=1.72x104/(4)Q=-vRAT=AE=4.28xIO4/2①理想气体向真空自由膨胀的过程是一个绝热过程，且非准静态过程过程方程只适用于准静态过程pV"=恒量(理想气体)时等温过程n=0时等压过程nt8等容过程n=y时绝热过程例、设一理想气体在某过程中压强与体积之间满足关系pU2=常量、求相应的气体摩尔热容量解：GundQ 1dE+pdV 1vCVrm解：GunvdTvdT vdT对pj2=當童微分得v^dp+2pVdV=0所以Vdp+2pdV=0再对pV=vRT微分得Vdp+pdV=vRdT所以pdV=-vRdT所以Cnm=CVm-R由绝热过程Pi%y=卩2叮得到A=监pdV=鹫于生=-AE=-vCv,mAT热机和循环过程热机的效率n=十=譽=1-寻Q2为向低温热源放热Q］为从高温热源吸热%=1—绝热方程02=1_竺怪Qi 丁%=1—绝热方程02=1_竺怪Qi 丁1加謹厲旷1

八旷1込旷1丁2旷1制冷机制冷系数讯=卑=氏 =寻、如果是卡诺循网热力学第二定律不可逆过程：要使自发过程逆向进行，一定要借助外界的变化，在外界留下痕迹可逆过程：(理想化)系统改变无穷小，过程可以反向进行，做功无摩擦的准静态过程'开尔文:不可能制成这样一种循环动作的热机,只从单一

热源吸收热量并使之完全变为有用的功■克劳修斯:热量不可能自动的从低温物体传向高温物体

实质：自然界中自发的热力学演化过程的方向性或单向性基本内容：自然界中凡牵涉热现彖的自发过程都是不可逆的□・卡诺定理：n<1-^12.«：对于可逆循环加=1+単=1-学02表示从低温热源吸收热量,所以是“+”）廊以淳+拿=0V1 71 丁271对于不可逆过程孕+竿V0 样=0（克劳公式）ds=¥克劳修斯公式（可逆过梢SZ菩克劳修斯不等式 对于绝热系统dQ=0所以dS>0,炳增加原理13•计算dS=i（dE+pdV）AS=j晋（等温热交换时T为定值;温度改变时可认为为无穷个等温过程,T为变量）温爛图可逆绝热过程（可逆等嫡过程）在温爛图中为垂直线段可逆等温过程为平行线段对任意准静态过程对应的曲线，曲线卜•的面枳表示相应过程系统吸收的热量fTdS=fpdV孤立的热力学系统自发的演化过程总是从热力学概率小的宏观状态趋于热力学概率人的宏观状态。玻尔兹曼公式S=kln口□为热力学概率k为玻尔兹曼常数J/K例、(习题10-18)lmol理想气体5=1.4)的状态变化如下图。其中1T3为等温线，1T4为绝热线试分析由下列三种过程计算气体的爛变AS=S3-(1)1t2t3(2)1->3(3)1t4t3解:(1)由pV=vRT得込=3TiP4=P2=^=^T2=T±n Vr1,460 VrpViA=^vi.4所以() =—=3所以\.4lnp=ln3d V ZU V\V'=RT4^V2=RT±所如=葺7\AS=1t2鱼巴=Rin3AS=1t22t31-3亞=几3詈亠恥31t4