文档介绍：1 热力学第一定律
1 热力学第一定律
对于任一元过程
热力学第一定律适用于任何系统的任何过程
设有一热力学系统,从某一平衡态经历一过程达到另一平衡态,在此过程中系统吸收热量Q,它对外做的功为A,系统内能的增量为由E。能量的传递和转换服从守恒定律,这就是热力学第一定律:
原平衡态
一系列
非平衡态
新平衡态
系统从一个热力学状态变化到另一个状态,
称为热力学过程。
←缓慢
接近平衡态
←快
非平衡态
2 准静态过程
准静态过程:系统的每一状态都无限
接近于平衡态的过程。
实际气缸的压缩过程:可抽象成准静态压缩过程。
……理想化模型!
准静态过程可以用 P-V 图上的一条曲线
(过程曲线)来表示。
过程曲线
3 E、A和Q的计算
对于刚性理想气体公式;
(:摩尔数 i :自由度3、5、6 ,)
(1)E的计算
(2)A的计算
以气缸活塞运动为例,讨论功的计算
气体对外界作功:
(忽略磨擦)
s
若
A>0
系统对外界作正功
若 A<0
系统对外界作负功
体积功(只对准静态过程)
d A = PdV
功是过程量。只表示微量功,不是数学上的全微分;因为它的积分不仅与始、末状态有关,还与经历什么过程有关。
例.摩尔理想气体从状态1状态2,设经历等温
过程。求气体对外所作的功是多少?
【解】
体积功的几何意义是什么?
1-3-2的功是不是此值?
1
2
3
功是过程量。只表示微量功,不是数学上的全微分;因为它的积分不仅与始、末状态有关,还与经历什么过程有关。
(3)Q的计算
传热也可以改变系统
的热力学状态。
说明两个概念:
热量也是过程量。
dQ
系统
外界
由于温度差而传递的能量。
T2
系统
T1
系统(T1)直接与
热源(T2)有限温差传热
的热传导为非准静态过程
系统
T1
T1+△T
T1+2△T
T1+3△T
T2
若传热过程“无限缓慢”,或保持系统与外界无穷小温差,可看成准静态传热过程。.
(热容量无限大、温度不变)。
(温差无限小):