关关雎鸠-南邮-大学物理课件-13-4热一律在四个等值过程中的应用

第四节热力学第一定律在等值过程中的应用一、等容过程等容过程也称等体过程。1.过程特点系统的体积不变2.过程方程3.过程曲线§4.热一律在等值过程中的应用/一、等容过程4.内能增量5.功由于等容过程体积不变，P~V图曲线下的面积为0，气体作功为0。6.热量7.热力学第一定律应用§4.热一律在等值过程中的应用/一、等容过程等容摩尔热容单原子分子气体双原子分子气体意义：等容过程系统吸热全部转变成内能。§4.热一律在等值过程中的应用/一、等容过程多原子分子气体内能增量又可写成此公式不仅适用于等容过程，对任何过程都适用。§4.热一律在等值过程中的应用/一、等容过程二、等压过程1.过程特点系统的压强不变2.过程方程3.过程曲线§4.热一律在等值过程中的应用/二、等压过程4.内能增量5.功6.热量7.热力学第一定律应用压强不变§4.热一律在等值过程中的应用/二、等压过程等压摩尔热容单原子分子气体双原子分子气体Mayer公式§4.热一律在等值过程中的应用/二、等压过程多原子分子气体CP,m>CV,m的物理意义:

1mol理想气体温度升高1ºC，对于等容过程,体积不变吸热只增加系统内能，而对于等压过程除了增加系统内能外，还要对外作功，所吸收的热量要更多一些。§4.热一律在等值过程中的应用/二、等压过程三、等温过程1.过程特点系统的温度不变2.过程方程3.过程曲线恒温源§4.热一律在等值过程中的应用/三、等压过程4.内能增量5.功由理想气体状态方程等温过程的功（1）§4.热一律在等值过程中的应用/三、等压过程6.热量由过程方程则等温过程的功CT是否有意义呢？对于等温过程温度不变，系统要升高1ºC需吸收无限多的热量。则等温摩尔热容CT趋于无限大。（2）§4.热一律在等值过程中的应用/三、等压过程7.热力学第一定律应用因此无法使用公式计算等温过程的热量。等温过程则意义：等温过程系统吸热全部用来对外作功。§4.热一律在等值过程中的应用/三、等压过程四、绝热过程1.过程特点系统与外界绝热。无热量交换。绝热材料系统对外作功全部靠内能提供。绝热过程摩尔热容为0。§4.热一律在等值过程中的应用/四、绝热过程2.内能增量3.热力学第一定律应用绝热过程系统对外作功，全部是靠降低系统内能实现的。绝热过程§4.热一律在等值过程中的应用/四、绝热过程5.功由和上下同除以CV,,m（1）§4.热一律在等值过程中的应用/四、绝热过程定义摩尔热容比则（2）由（3）有气体绝热膨胀气体绝热压缩§4.热一律在等值过程中的应用/四、绝热过程例如压缩空气从喷嘴中急速喷出，气体绝热膨胀，温度下降，甚至液化。再如气缸活塞急速下压，温度升高，使乙醚燃烧。摩尔热容比单原子分子气体§4.热一律在等值过程中的应用/四、绝热过程6.过程方程由热力学第一定律的微小过程应用公式双原子分子气体多原子分子气体§4.热一律在等值过程中的应用/四、绝热过程由理想气体状态方程（2）全微分（3）（3）-（1）式（1）两边乘R有§4.热一律在等值过程中的应用/四、绝热过程由和两边同除以PV§4.热一律在等值过程中的应用/四、绝热过程积分（4）由（2）式与（4）消P（5）由（2）式与（4）消V（6）§4.热一律在等值过程中的应用/四、绝热过程7.过程曲线将绝热线与等温线比较。①.等温线斜率②.绝热线斜率全微分斜率§4.热一律在等值过程中的应用/四、绝热过程全微分绝热线斜率与等温线斜率比较绝热线斜率是等温线斜率的

倍。绝热线要比等温线陡。意义：对于相同体积变化，等温过程对外§4.热一律在等值过程中的应用/四、绝热过程作功温度不变，系统从外界吸收热量，压强P下降较慢；对于绝热过程，系统对外作功全部靠内能提供，所以压强下降得较快，曲线较陡。例：讨论下列几个过程温度变化、内能增量、功、热量的正负。§4.热一律在等值过程中的应用/四、绝热过程1.等容降压过程；2.等压压缩过程；3.绝热膨胀过程；4.未知过程与等温线有两个交点。解答：1.等容降压过程曲线下面积为0由§4.热一律在等值过程中的应用/四、绝热过程由热力学第一定律2.等压压缩过程体积收缩，曲线下面积为负值。由放热过程§4.热一律在等值过程中的应用/四、绝热过程由热力学第一定律放热3.绝热膨胀过程由热力学第一定律§4.热一律在等值过程中的应用/