第十章热力学第一定律.ppt
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1、第三章 热力学第一定律,3.1理想气体的内能 功、热量 3.2热力学第一定律 3.3热力学第一定律对理想气体的应用 3.4理想气体的绝热过程 3.5 循环过程 3.6 卡诺循环 3.7 致冷机,3.1 热力学系统的内能 功、热量,一、系统的内能E,对理想气体、处于温度为T的平衡态:,单原子分子:,双原子分子:,多原子分子:,系统的内能是状态量,如同 P、V、T等量,1)做功可以改变系统的状态如:摩擦升温(机械功)、电加热(电功),二、做功和传热,1.做功:,2)功是过程量,2.传热:,系统和外界温度不同,就会传热,或称能量交换,热量传递可以改变系统的状态。,热量是过程量,三、二者关系,1、等效
2、性:1cal=4.18J,2、区别:,做功:有规则运动,无规则运动,传热:,无规则运动,无规则运动,3.2 热力学第一定律,某一过程,系统从外界吸热 Q,对外界做功 A,系统内能从初始态 E1变为 E2,则由能量守恒:,对无限小过程:,一、热力学第一定律,符号规则:,0 表示系统从外界吸热;0 表示系统向外界放热。,0 表示系统对外界做功;0 表示外界对系统做功。,适用于任何热力学系统(气、液、固)的任何热力学过程,各量单位:J,违反热力学第一定律的第一类永动机不可能造成。,第一类永动机:Q=0,E=0,但A0,二、准静态过程体积功,系统状态的变化就是过程,过程无限缓慢为准静态过程。,举例1:
3、外界对系统做功,非平衡态到平衡态的过渡时间,即弛豫时间,约 10-3 秒,如果实际压缩一次所用时间为 1 秒,就可以说 是准静态过程。,外界压强总比系统压强大一小量 P,就可以 缓慢压缩。,1、准静态过程:过程中的每一状态都是平衡态,举例2:系统(初始温度 T1)从外界吸热,系统 温度 T1 直接与 热源 T2接触,最终达到热平衡,不是 准静态过程。,因为状态图中任何一点都表示系统的一个平衡态,故准静态过程可以用系统的状态图,如P-V图(或P-T图,V-T图)中一条曲线表示,反之亦如此。,2.准静态过程的体积功,1)功的解析式,元功:,有限功:,气体膨胀dV0,气体压缩dV0,为了说明功是过程
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