文档介绍：1 /8热学****题课 II 热力学第一律 AEQ???对微小过程: d Q E A ? ?? ?实质:包含热现象在内的能量守恒与转化定律。适用范围:任何热力学系统、任何热力学过程。 2、功的计算 21d VV A p V ?? 1、表述:某系统从外界吸收热量一部份用来增加系统的内能,另一部份用来对外作功。对有限过程: 适用范围:准静态过程 3、内能的计算 2 i E RT ??适用范围:理想气体、平衡态 2 /8 理想气体在准静态过程中,热一律: 21d 2 VVi Q vR T p V ? ??? d d 2 i Q vR T p V ?? ? 4、热的计算?:Q= mc ?T?:Q=?E+A ?: mol M Q C T M ? ?注意:热是过程量。热的计算与过程有关: 等容过程: (J/Mol/K) 2 Vi C R ?(J/Mol/K) 2 Pi C R R ? ?等压过程: 3 /8 5、热一律对等值过程的应用分析的依据: 或: pV vRT ?AEQ??? d d d p V V p vR T ? ? d d V Q vC T p V ?? ?主要过程:等压、等容、等温、绝热过程 const ??pV 泊松公式?? 1 1 2 2 11 A pV p V ?? ??绝热过程的功 4 /8 ?热机--- 通过循环过程不断把热转换为功的机器热机的效率 2 1 1 1 QA Q Q ?? ?? 6、循环过程系统经历一系列变化过程又回到初始状态的周而复始的过程 21 22QQ QA Qw???致冷系数?致冷机是在外界作功的条件下从低温热源吸收热量传向高温热源。?卡诺循环热机效率(正循环) 1 2 1 T T T ???致冷系数(逆循环) 2 1 2 Tw T T ??5 /8 1、可逆过程与不可逆过程可逆过程:对于一个系统的一个过程( A—B),若存在另一过程( B---A ),使系统和外界都恢复到原来的状态而不产生其它变化,为可逆过程。反之:为不可逆过程。?一切自发过程都是不可逆过程。?准平衡过程+无磨擦的过程是可逆过程。 III 热力学第二定律?一切实际过程都是不可逆过程。 2、热力学第二定律的两种表述开尔文( Kelvin) 表述:不可能制造一种机器,只从单一热源吸收热量使之完全变为有用功而不产生其它影响。或:第二种永动机是制造不出来的。 6 /8 2、热力学第二定律的两种表述克劳修斯( Clausius )表述热量不会自动地从低温热源传向高温热源。热二律的实质是表明一切自发过程都是不可逆。它是说明热力学过程的方向、条件和限制的。 3、热二律的数学表达式--熵增加原理?熵增加原理:在一个孤立系统(或绝热系统)可能发生的过程是熵增加或保持不变的过程。 0 ln 1 2?????kS ?熵的定义:某系统宏观状态的熵?? lnkS熵是状态量?孤立系统内进行的过程总是由微观状态数小的状态向微观状态数大的宏观状态进行。玻耳兹曼熵 7 /8 ?克劳修斯熵 d d d Q E p V S T T ??? ?(可逆过程) 2 2 1 1RQ S S T ?? ??(可逆过程) (不可逆过程) 2 2 1 1 IrQ S S T ?? ??4、热力学基本方程 d d d T S E p V ? ?适用范围:可逆过程,只存在体积功 8 /8 例1:一定质量的理想气体的内能 E 随体积 V 的变化关系为一直线,则此直线表示的过程为[] (A) 等温过程。(B)等压过程。(C) 等容过程。(D) 绝热过程。 E V,2 constant Bi E vRT V pV vRT p ? ??? ? 9 /8 例2:对于氢气(刚性双原子分子气体)和氦气, 、体积和温度都相等时,它们的质量比 M(H 2)?M(He )=______ ,内能比 E(H 2)?E(He )= ______ ;, (a) 各为单位体积时的内能之比=______ ,(b) 各为单位质量时的内能之比= ______ 。 2 2 1. : 1 : 2, : 5 : 3 / const H He H He mol M M E E M M ?