文档介绍：绝热过程:
§ 理想气体的绝热过程
热力学第一定律在绝热过程中的应用
气体在状态变化过程中系
统和外界没有热量交换.
绝热过程的热力学第一定律:
绝热过程方程
(绝热方程)
绝热方程的推导:
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消去 T :
消去 V :
V1
V2
p
V
O
(2) 从 V1 经绝热膨胀到 V2
最终体积都变成 V2 时, T2 >T'2
(1) 从 V1 经等温膨胀到 V2
绝热 vs 等温:
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1
2
W
绝热膨胀
1
2
W
绝热压缩
W
W
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绝热线和等温线的比较
设等温线和绝热线在 A 点相交
注: 绝热线上各点温度不同; 与等温线相比, 各点斜率不同.
比较斜率:
绝热方程:
等温方程:
理想气体绝热线比等温线“更陡”.
p
V
A(pA,VA,TA)
绝热
等温
p1
V1
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讨论: 非静态绝热过程
绝热自由膨胀
结论: 绝热自由膨胀既不是准静态绝热过程也不是准静态等温过程, 但是同样满足热力学第一定律.
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例: 有 8×10-3kg 氧气, 体积为 ×10-3m3, 温度为 27℃. 若氧气绝热膨胀, ×10-3m3, 求气体作功; 若气体等温膨胀, ×10-3m3, 求气体作功?
解:
已知
m=8×10-3kg
V1=×10-3m3
T1=273+27=300(k)
i=5
M=32×10-3kg/mol
V2=×10-3m3
1) 绝热膨胀
由绝热方程
2) 等温膨胀
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热力学基本计算公式
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§ 循环过程和卡诺循环
目的: 制造能连续进行热功转换的机器: 热机, 制冷机.
循环过程
电冰箱
系统经历一系列的变化又回到初始状态的过程, 简称循环.
1. 循环特征:
经历一个循环后, 系统内能不变.
2. 循环过程的 p-V 图:
B
A
b
a
p
O
V
正循环
AaB为膨胀过程: Wa>0
BbA为压缩过程: Wb<0
→
热机原理
蒸汽机
一个循环过程中, 系统的净作功(净功):
=循环曲线包围的面积
净功:
净吸热
总放热
总吸热
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热机和热机效率
正循环过程
A
B
热机
高温热源
低温热源
逆循环: 在 p-V 图上循环曲线按逆时针进行, 对应制冷机原理.
蒸汽机工作示意图
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制冷机和制冷系数
W
制冷过程:
外界作功W
系统吸热Q2
系统放热Q1
A
B
逆循环过程
制冷机工作示意图
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