文档介绍：同学们好
热学发展历史的两大特征:
技术——物理——技术模式
两种研究方法——两种理论
1)《统计物理》
物质的微观结构
粒子的热运动
统计方法
平均效果
确定宏观量与微观量的联系,描述热现象的规律和本质
由基本假设
构造性理论
微观理论
2)《热力学》
归纳
观测实验
热现象基本定律,宏观过程进行的方向和限度,不涉及微观本质
永动机是不可能成功的
自然遵循什么法则
由现象出发
原理性理论
宏观理论
验证其理论
解释其理论
3) 相互关系:
互相补充,相辅相成
统计物理
热力学
宏观理论,基本结论来自实验事实,普遍可靠,但不能解释其微观本质
微观理论,揭示热现象本质
第三章热力学
结构框图
热力学系统内能变化的两种量度
功
热量
热力学第一定律
热力学第二定律
等值过程
绝热过程
循环过程
卡诺循环
应用
(理想气体)
(对热机效率的研究)
§ 热力学基本概念
一、热力学系统外界
大量粒子组成的宏观、有限的体系。
其比邻环境称为外界
与外界有 m、E 交换
与外界有 E 交换,无 m 交换
与外界无 E、m 交换
开放系统
孤立系统
封闭系统
系统
二、状态参量、热力学过程
1. 描述系统宏观性质的物理量:p、T、V、E ...
广延量
强度量
无可加性,如 p、T
平衡态
状态参量有确定的值——
绝热
例
开放系统
封闭系统
孤立系统
热力学:
研究热力学系统的状态及状态变化
2、系统状态变化——热力学过程
非静态过程:
中间状态不是平衡态
准静态过程:
(平衡过程)
过程进行得足够缓慢
中间状态~ 平衡态
气体等温膨胀
例:气体自由膨胀
T
3. 相平面相图
以状态参量为坐标变量——相平面、相空间
平衡态——对应相图中的点
平衡过程——对应相图中的线
例:
等温、等压、等体过程的相图
V
V
V
V
V1
V2
V1
V2
O
O
O
p
p
p
p
p2
p1
p2
p1
三、系统内能
热力学主要研究系统能量转换规律
E
广义: 系统内所有粒子各种能量总和
平动、转动、振动能量、化学能、原子能、核能...
不包括系统整体机械能
狭义:所有分子热运动能量和分子间相互作用势能
例:实际气体
理想气体
2. 内能是状态函数
内能变化只与初末状态有关,与所经过的过程无关,可以在初、末态间任选最简便的过程进行计算。
E
△E
四、功和热量
注意:非静态过程不适用
3. 内能变化方式
做功
热传递
1. 准静态过程的体积功