大学物理第17章热力学第一定律ppt课件.ppt
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1、2022/12/15,DUT 余 虹,1,大学物理助学,大连理工大学物理系,PHYH,余 虹,2022/12/15,DUT 余 虹,2,第四篇 热 学,2022/12/15,DUT 余 虹,3,17.1 准静态过程,一、热平衡态与状态参量,T1,T2,系统自动演化到唯一的终态均匀态平衡态,不同温度的物体相互接触达到同一温度。,T,墨水滴到水里颜色均匀,热平衡态不受外界影响,一个系统的宏观热力学性质不随时间改变的状态。,描述平衡态系统可以用宏观状态参量:P、V、T,注意:这里的平衡是动态平衡,微观上并非静止; 宏观状态参量也有涨落,只是平均值不随时间变化,2022/12/15,DUT 余 虹,4
2、,PVT,P V T ,一个过程能在P-V图上用一条线描述准静态过程。,二、准静态过程,2022/12/15,DUT 余 虹,5,17.2 热力学第一定律,一、系统的内能,焦耳实验,A外+ A非保内= E M+ E,实验结果T系统的内能与温度有关,绝热壁,U是系统热力学状态的单值函数,其变化可以用系统绝热时,外界对系统 所作的功来量度。,理想气体的内能是温度的单值函数。,2022/12/15,DUT 余 虹,6,P1V1,P2V2,系统作功,活塞位移,dV 0 A 0 系统作正功,dV 0 A 0 系统作负功,二、功,2022/12/15,DUT 余 虹,7,绝热壁,恒温热源,T,A外=0,A
3、非保内=0,TE,Q,外界对系统输入 能量热量。,改变系统的热力学状态的途径:,(1) A外 E宏观有规则的能 量转变成微观无规则的能量.,(2) Q E一个系统的微观无 规则的能量,转变成另一个系统 的微观无规则的能量.,三、热量,2022/12/15,DUT 余 虹,8,U2-U1,通过正负号判断 哪些过程可能实现, 哪些过程不可能实现。,准静态过 程, Q = d E+ A,= d E+P dV,四、热力学第一定律,2022/12/15,DUT 余 虹,9,定义,等容摩尔热容量,等压摩尔热容量,1摩尔气体经过某一热力学过程,温度升高(降低)1K所需要吸收(释放)的热量。,迈耶公式,五、摩
4、尔热容量 cx,2022/12/15,DUT 余 虹,10,17.3 理想气体的典型过程,状态1,状态2,系统的Q 、A 、 E ?, E,理想气体,喷汽前等体积过程,喷汽时等压过程,2022/12/15,DUT 余 虹,11,一、等体积过程,V =常量dV=0 ,Q = A +(E2-E1),= CV(T2-T1),= cV(T2-T1),系统吸热Q 0内能增加E2 E1,系统放热Q 0内能减少E2 E1,T2T1,T2T1,A = 0,2022/12/15,DUT 余 虹,12,二、等压过程,P =常量,Q = cp(T2-T1),E2-E1 = cV(T2-T1),系统吸热Q 0,V2V
5、1 系统对外作功 A 0,T2 T1 内能增加E2 -E1 0,V2 V1 外界对系统作功A 0,T2 T1 内能减少E2 -E1 0,系统放热 Q 0,2022/12/15,DUT 余 虹,13,三、等温过程,T=常量,E2-E1 = 0,V2V1 系统对外作功 A 0,系统吸热Q 0,V2 V1 外界对系统作功A 0,系统放热Q 0,2022/12/15,DUT 余 虹,14,四、绝热过程, Q =0 , A=-dE,E2-E1 = cV(T2-T1),A = - cV(T2-T1),Q = 0,PdV=-CVdT,PV = RT,过程方程,2022/12/15,DUT 余 虹,15,(3
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