第十一章 热力学基础复习提要

第十一章热力学基础

§11-1功内能热量

一、功

无限小过程：dW=pdV

有限过程：

二、系统的内能

但=嚓热

三、热量热与功的等效性

传递热量的方式：作功、传递热量

在没有作功的传热过程中：Q=AE=E2-Ei

§11-2热力学第一定律

一、热力学第一定律

Q=E2-E]+W……热力学第一定律的数学表达式

dQ=dE+dW----热力学第一定律的微分表达式

二、准静态过程的功和热

有限过程：W=J；2pdV。=七一

无穷小过程：dQ=dE+pdV

§11-3热力学第一定律对理想气体等体、等压和等温过程的应用

一、等容过程（等体过程）

1.特点：V=常量或小，=0

2.参量关系：£=常量

T______

3.功：dW=O（无限小过程）

W=0（有限过程）

4.内能变化：△E=E2-E\=5；R（T「TJ

5.热量：W。）,,=dE（无限小过程）

Q,=£-£=2：«7；-7；）（有限过程）

-M2

二、等压过程

1.特点：p=常量或办=0

2.参量关系：上=常量

3.功：dW=pdV=——RdT（无限小过程）

M

叱,=「=p（K-V；）=—/?（?；-7；）（有限过程）

1JvtM

4.内能变化：AE=E,-El=211/?（7；-7；）

_______M2-

5.热量：（dQ）°=dE+pdV=dE喘RdT（无限小过程）

Q=E2-El+W/=-R（T2-TJ+^R（T2-Ti）=^-^R（T2-Ti）

M2MM2

（有限过程）

三、等温过程

1.特点：丁=常量或dT=O

2.参量关系：/”二常量.

3.功：WT=-RT\n^-或叫=">Rrin且

4.内能变化：AE=E2-E[=0

5.热量：Qr=Wr=-RT\n^-=—RT\n-^-

1

'MV,Mp2

§11-4气体的热容

一、气体的摩尔定容热容

「dE

若气体是刚性分子理想气体：G,“=LR

气体在等体过程中吸收的热量：Q»=石6，.朗（。-4）

二、气体的摩尔定压热容

「_吟dv_,

“一方”方一

若气体是刚性分子理想气体：Crm=^R

气体在等压过程中吸收的热量：Q„-—Crm（T2-Tx）

三、热容比

对于刚性分子理想气体y=

§11-5热力学第一定律对理想气体绝热过程的应用

一、绝热过程

1.特点Q=0或相=0

2.内能变化AE=^-CVjn（T2-Tl）（孰一R）

M2

3.功WQ=-（E2-El）=-^CVM（T2-Tl）

二、绝热过程方程

pp=常量

一“丁=常星

产丁，二常量

c

其中是气体的热容比

Cy.m

三、绝热线和等温线的比较

绝热线比等温线陡

§11-6循环过程卡诺循环热机的效率

一、循环过程

特点：循环一次AE=O

二、热机制冷机工作原理

1.热机效率：，7=比=义3=1-%<1

QiQ2

其中从高温热源吸收的热量

。2：向低温热源放出的热量

W：对外所作净功

2.制冷系数：“=&=—

WQ「Q?

其中。I：向高温热源放出的热量

0：从低温热源吸收的热量

W：外界对系统作的功

三、卡诺循环

过程由两个等温过程和两个绝热过程组成

I.正循环（热机）

图略（见教材56页图11-12）

（1）等温膨胀过程

吸收的热量0=£■/??；Ing

Mh

（2）绝热膨胀过程

AQ=O

（3）等温压缩过程

放出的热量。2=£■牲1哈

（4）绝热压缩过程

AQ=O

2.逆循环（制冷机）

卡诺制冷机的制冷系数：分

T\~T2

§11-7热力学第二定律

热力学第二定律的两种说法

克氏说法：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。

开氏说法：不可能从单一热源吸取热量，使它完全变成有用的功而不引起其他变化。

第二类永动机：从单一热源吸取热量把它全部用来作功而不把热量放给其他物体的机器。

热力学第二定律的开氏说法也可表述为：第二类永动机是不可能造成的。

§11-8可逆过程和不可逆过程卡诺定理

一、可逆过程的条件

1.过程无限缓慢，即过程是准静态过程

2.没有摩擦发生

二、卡诺定理

2a

Q\一T,Z

等号对应可逆热机，不等号对应不可逆热机

§11-9炳

燧的定义：SB-SA=J：^