系统体积在状态变化过程中始终保持不变.ppt

《系统体积在状态变化过程中始终保持不变.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《系统体积在状态变化过程中始终保持不变.ppt（21页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、系统体积在状态变化过程中始终保持不变。,等体过程:,等体过程中，系统对外不作功，吸收的热量全用于增加内能。,6-2 热力学第一 定律对于理想气体准静态过程的应用,一、等体过程 气体的摩尔定体热容,等体吸热,即：理想气体的摩尔定体热容是一个只与分子自由度有关的量。,，适应于所有过程,1 mol气体在体积不变时，温度改变1K时所吸收或放出的热量。,摩尔定体热容,等体内能增量,等压过程:,系统压强在状态变化过程中始终保持不变。,二、等压过程 气体的摩尔定压热容,在等压过程中，理想气体吸热的一部分用于增加内能，另一部分用于对外作功。,摩尔定压热容:,1 mol气体在压力不变时，温度改变1K时所吸收或放

2、出的热量。,又,迈耶公式,注意：1 mol气体温度改变1K时，在等压过程中比在等体过程中多吸收 8.31J 的热量用来对外作功。,，叫做热容比,例题6-1 一汽缸中贮有氮气，质量为1.25kg。在标准大气压下缓慢地加热，使温度升高1K。试求气体膨胀时所作的功A、气体内能的增量E以及气体所吸收的热量Qp。（活塞的质量以及它与汽缸壁的摩擦均可略去。）,因i=5,所以CV=iR/2=20.8J/(molK)，可得,解：因过程是等压的，得,系统温度在状态变化过程中始终保持不变。,在等温过程中，理想气体吸热全部用于对外作功，或外界对气体作功全转换为气体放出的热。,三、等温过程,系统在状态变化过程中始终与

3、外界没有热交换。,绝热膨胀过程中，系统对外作的功，是靠内能减少实现的，故温度降低；绝热压缩过程中，外界对气体作功全用于增加气体内能，故温度上升。,绝热过程方程:,四、绝热过程,气体绝热自由膨胀,Q=0，A=0，E=0,对绝热过程，据热力学第一定律，有,即,状态方程,消去dT 得,绝热过程方程的推导:,绝热过程方程,因为,所以,绝热线与等温线比较,膨胀相同的体积绝热比等温压强下降得快,等温,绝热,绝热线比等温线更陡。,系统从1-2为绝热过程，据绝热方程，可得过程中的 p-V 关系。,系统对外作功为,绝热过程系统对外作功:,气体的许多过程，既不是等值过程，也不是绝热过程，其压力和体积的关系满足如下

4、关系：,n 称为多方指数，这类过程称为多方过程。,作功,对1 mol气体,*五、多方过程,利用多方方程和状态方程：,故,，为一常数,n=0，Cm=Cp，等压过程；n=1，Cm=，等温过程；,n=，Cm=0，绝热过程；n=，Cm=CV，等体过程。,定义 为多方过程的摩尔热容，则,理想气体热力学过程的主要公式,例题6-2 设有氧气8g，体积为0.4110-3m3，温度为300K。如氧气作绝热膨胀，膨胀后的体积为4.110-3 m3。问：气体作功多少？氧气作等温膨胀，膨胀后的体积也是4.110-3m3，问这时气体作功多少？,根据绝热方程中 T 与V 的关系式：,得,以T1=300K,V10.4110

5、-3m3,V24.110-3m3及=1.40代入上式，得,如氧气作等温膨胀，气体所作的功为,因i=5,所以CV=iR/2=20.8J/(molK)，可得,例题6-3 两个绝热容器，体积分别是V1和V2，用一带有活塞的管子连起来。打开活塞前，第一个容器盛有氮气温度为T1；第二个容器盛有氩气，温度为T2，试证打开活塞后混合气体的温度和压强分别是,式中CV1、CV2分别是氮气和氩气的摩尔定体热容，m1、m2和Mmol1、Mmol2分别是氮气和氩气的质量和摩尔质量。,解:打开活塞后，原在第一个容器中的氮气向第二个容器中扩散，氩气则向第一个容器中扩散，直到两种气体都在两容器中均匀分布为止。达到平衡后，氮

6、气的压强变为p1，氩气的压强变为p2，混合气体的压强为p=p1+p2；温度均为T。在这个过程中，两种气体相互有能量交换，但由于容器是绝热的，总体积未变，两种气体组成的系统与外界无能量交换，总内能不变，所以,已知,代入式得,又因混合后的氮气与压强仍分别满足理想气体状态方程，得,两者相加即得混合气体的压强：,选择进入下一节 6-0 教学基本要求 6-1 热力学第零定律和第一定律 6-2 热力学第一定律对于理想气体准静态过程的应用 6-3 循环过程 卡诺循环 6-4 热力学第二定律 6-5 可逆过程与不可逆过程 卡诺定理 6-6 熵 玻耳兹曼关系 6-7 熵增加原理 热力学第二定律的统计意义*6-8 耗散结构 信息熵,