文档介绍：((Thermodynamics)Thermodynamics)
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§§77--11 功功热量热量热力学第一定律热力学第一定律
一一..准静态过程准静态过程
热力学过程热力学过程::系统从一个状态变化到系统从一个状态变化到
另一个状态。另一个状态。
过程进行的任一时刻,系统的状态并过程进行的任一时刻,系统的状态并
非平衡态。非平衡态。
一系列一系列
初平衡态初平衡态末平衡态末平衡态
非平衡态非平衡态
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准静态过程准静态过程((quasiquasi--staticstatic process)process)
系统的每一个状态都无限接近于平衡态系统的每一个状态都无限接近于平衡态
的过程的过程,,又称又称平衡过程平衡过程。。
是一个是一个理想化理想化的过程的过程,,实际过程的近似实际过程的近似
←快←缓慢
非平衡态接近平衡态
““无限缓慢无限缓慢””
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怎样理解怎样理解““无限缓慢无限缓慢””
弛豫时间弛豫时间((relaxationrelaxation time)time) ττ::
系统由非平衡态到平衡态所需时间系统由非平衡态到平衡态所需时间
无限缓慢无限缓慢::
““””∆t过程进行>>τ
如如::实际汽缸的压缩过程可看作实际汽缸的压缩过程可看作
准静态过程。准静态过程。
∆t过程进行=
容器线度
τ= = = 10 − 3 s
分子速度 100 m/s
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过程曲线过程曲线
准静态过程可用过程曲线表示。准静态过程可用过程曲线表示。
状态图状态图((PP -- VV 图、图、PP -- TT 图、图、VV -- TT 图图))上上
··一个点代表一个平衡态;一个点代表一个平衡态;
··一条曲线代表一个准静态过程。一条曲线代表一个准静态过程。
P
过程曲线(只对准
•(P1,V1)
静态过程才能画出)
(P,V)
•
(P ,V )
• 2 2
V
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二二..系统的内能系统的内能
(1)(1)分子无规则运动的动能;分子无规则运动的动能;
(2)(2)分子间势能分子间势能。。
E = Ek (T)+ Ep(V)
= E(T,V )
内能是系统状态的单值函数内能是系统状态的单值函数
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E = E (T)+ E (V)
对理想气体对理想气体 k p
M i
E = Ek(T) = RT
Mmol 2
M i
∆E = R∆T
Mmol 2
----理想气体内能是温度的单值函数理想气体内能是温度的单值函数
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三三..热功等效性热功等效性
通过通过作功作功可以改变系统的状态可以改变系统的状态((内能内能))
微观实质是:微观实质是:
分子的分子的有规则运动有规则运动能量能量搅拌器搅拌器
和分子的和分子的无规则运动无规则运动
能量的转化和传递。能量的转化和传递。
传热传热也可改变系统的状也可改变系统的状
态,其条件是系统和外态,其条件是系统和外
界的温度不同。界的温度不同。
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··传热的微观本质:是分传热的微观本质:是分加加
子的子的无规则运动无规则运动能量从高能量从高热热
温物体向低温物体传递。温物体向低温物体传递。方方
法法
··热量热量::传热过程中所传传热过程中所传高温物体
递的热运动能量的多少递的热运动能量的多少
作功和热量传递具有相同的效果,作功和热量传递具有相同的效果,
它们都是能量变化的量度。它们都是能量变化的量度。
1卡= J
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四四..热力学第一定律热力学第一定律
包括热量在内的能量守恒定律包括热量在内的能量守恒定律
对于一微小的状态变化过程对于一微小的状态变化过程
dQ = d E + d A
对于一个过程对于一个过程 Q > 0 : 吸热吸热
Q = E2 − E1 + A A > 0 : 对外作功对外作功
= ∆E + A ∆E > 0 : 内能增加内能增加
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