等温过程和绝热过.ppt

理想气体的等温过程和绝热过程,1.过程特点,系统的温度不变,2.过程方程,3.过程曲线,4.内能增量,5.功,由理想气体状态方程,等温过程的功,（1）,6.热量,由过程方程,则等温过程的功,CT 是否有意义呢？对于等温过程温度不变，系统要升高1K需吸收无限多的热量，则等温摩尔热容CT 趋于无限大，这是没有意义的。,（2）,7.热力学第一定律应用,因此无法使用,计算等温过程的热量。,等温过程,则,意义：等温过程中系统吸收的热量全部用来对外作功。,1.过程特点,系统与外界绝热，无热量交换。,绝热材料,系统内能的减少全部用来对外作功。,绝热过程的（摩尔）热容为0。,2.内能增量,3.热力学第一定律应用,绝热过程中系统对外所作的功全部靠降低系统的内能来实现。,4.功,（1）,由摩尔热容比,例如压缩空气从喷嘴中急速喷出，气体绝热膨胀，温度下降，甚至液化。,再如气缸活塞急速压缩，温度升高，使易燃物燃烧。,单原子分子气体,双原子刚性分子气体,多原子刚性分子气体,当打开一瓶装有香槟、苏打水饮料或者任何其它碳酸饮料瓶时，在开瓶瞬间，为什么瓶口的周围会形成一团白雾，或者看见瓶口突然冒出白烟？,香槟在开启的瞬间，内部有二氧化碳和水蒸气的压强大于大气压，气体迅速膨胀到大气中，在此过程中气体来不及从外界吸收热量，可近似为绝热过程。气体膨胀后体积增大，对外界大气做正功，内能的减小，使气体温度降低，从而造成气体中水蒸气凝结成小水滴，从而形成雾。,5.绝热过程方程,6.过程曲线,将绝热线与等温线比较。,.等温线斜率,.绝热线斜率,全微分,斜率,全微分,绝热线斜率,与等温线斜率比较,绝热线斜率是等温线斜率的 倍。绝热线要比等温线陡。,意义：对于相同体积变化，等温膨胀过程中系统的压强 P 的下降完全由系统密度的减小引起；对于绝热膨胀过程，系统压强的下降由密度的减小和温度的降低共同产生。因此绝热过程中压强的变化快于等温过程。,例1.一定量的理想气体从体积 V1 膨胀到体积 V2 分别经历的过程是：AB 等压过程；AC 等温过程；AD 绝热过程,其中吸热最多的过程。,A,（A）是 A B；（B）是 A C;（C）是 A D；（D）既是 A B 也是 A C,两过程吸热一样多。,例2.一定量的理想气体，经历某过程后，它的温度升高了则根据热力学定律可以断定：（1）该理想气体系统在此过程中吸了热（2）在此过程中外界对该理想气体系统作了正功（3）该理想气体系统的内能增加了（4）在此过程中理想气体系统既从外界吸了热，又对外作了正功以上正确的断言是：,C,(A)(1)、(3).(B)(2)、(3).(C)(3).(D)(3)、(4).(E)(4).,1.等容降压过程；,2.等压压缩过程；,3.绝热膨胀过程；,4.未知过程与等温线有两个交点。,解答：,1.等容降压过程,曲线下面积为 0,由,例3：讨论下列几个过程中温度的变化、内能增量、功、热量的正负。,由热力学第一定律,2.等压压缩过程,体积收缩，曲线下面积为负值。,由,放热过程,由热力学第一定律,放热,3.绝热膨胀过程,由热力学第一定律,4.未知过程与等温线有两个交点,由于1、2点在等温线上，,由热力学第一定律,放热,例4.温度为 25C、压强为 1 atm 的 1 mol 刚性双原子分子理想气体，经等温过程体积膨胀至原来的3倍(1)计算这个过程中气体对外的功.(2)假设气体经绝热过程体积膨胀至原来的3倍,那么气体对外做的功又是多少?摩尔气体常数,解：（1）等温过程气体对外作功为,（2）绝热过程气体对外作功,例5.0.02kg 的氦气（视为理想气体）,温度由 17C 升为27 C,若在升温过程中,（1）体积保持不变；（2）压强保持不变；（3）不与外界交换热量。试分别求出气体内能的改变、吸收的热量、外界对气体作的功。,例6.一定质量的理想气体,由状态a经b到达c,（如图,abc为一直线）求此过程中。（1）气体对外做的功；（2）气体内能的增加；（3）气体吸收的热量；(1atm=1.013105Pa).,作业 大学物理习题精选P.36,1.选择题:110；2.填空题:17；3.计算题:1、3、4。,