熱力學(xué)第一定律在幾種典型準(zhǔn)靜態(tài)過程中的應(yīng)用

6-2熱力學(xué)第一定律在幾種典型準(zhǔn)靜態(tài)過程中的應(yīng)用計(jì)算各等值過程的熱量、功和內(nèi)能的理論基礎(chǔ)（1）（理想氣體的共性）（2）解決過程中能量轉(zhuǎn)換的問題（3）（理想氣體的狀態(tài)函數(shù)）

（4）各準(zhǔn)靜態(tài)過程的特性.單位一等體過程定體摩爾熱容過程方程常量熱力學(xué)第一定律特性常量

定體摩爾熱容:

理想氣體在等體過程中吸收的熱量，使溫度升高,其定體摩爾熱容為1、熱容：使物質(zhì)溫度升高1K所需要的熱量稱為該物質(zhì)的熱容。2、比熱容：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的熱容稱為比熱容。熱力學(xué)第一定律

等體升壓

12

等體降壓

12單原子分子理想氣體雙原子分子理想氣體多原子分子理想氣體12二等壓過程定壓摩爾熱容過程方程常量熱一律特性常量功

定壓摩爾熱容:

理想氣體在等壓過程中吸收的熱量，溫度升高，其定壓摩爾熱容為W可得定壓摩爾熱容和定體摩爾熱容的關(guān)系摩爾熱容比

12W等壓膨脹12W等壓壓縮

A

A理想氣體的定壓摩爾熱容比定體摩爾熱容大一個(gè)恒量R等體過程中，氣體吸收的熱量全部用來增加系統(tǒng)的內(nèi)能等壓過程中，氣體吸收的熱量，一部分用來增加系統(tǒng)的內(nèi)能，還有一部分用于氣體膨脹時(shí)對(duì)外界作功氣體升高相同的溫度，在等壓過程吸收的熱量要比在等體過程中吸收的熱量多。[例1]20g的氦氣從初始溫度為17oC分別通過（1）等容過程（2）等壓過程，升溫至27oC，求氣體內(nèi)能增量、吸收的熱量、氣體對(duì)外作的功。解：（1）V不變，A=0（2）P不變，三等溫過程熱力學(xué)第一定律恒溫?zé)嵩碩12特征

常量過程方程常量12等溫膨脹W12W等溫壓縮

A

A[例2]原在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的2mol的氫氣，經(jīng)歷一過程吸熱500J。問：（1）若該過程是等容過程，氣體對(duì)外做功多少？末態(tài)壓強(qiáng)P=?（2）若該過程是等溫過程，氣體對(duì)外做功是多少？末態(tài)體積V=?（3）若該過程是等壓過程，末態(tài)溫度T=?氣體對(duì)外做功多少？解：（1）等容過程A=0，（2）等溫過程：A=Q=500J（3）等壓過程吸收的熱量：12四絕熱過程與外界無熱量交換的過程1.特征絕熱的汽缸壁和活塞熱一律若已知及12W從可得由熱力學(xué)第一定律有

2.絕熱過程方程的推導(dǎo)分離變量得12絕熱

方程常量常量常量12W絕熱膨脹12W絕熱壓縮

A

A3.絕熱線和等溫線絕熱過程曲線的斜率等溫過程曲線的斜率

絕熱線的斜率大于等溫線的斜率.常量常量ABC常量討論：下面理想氣體的各種過程是否可能？（1）內(nèi)能減少的等容加熱過程。（2）吸收熱量的等溫壓縮過程。（3）吸收熱量的等壓壓縮過程。（4）內(nèi)能增加的絕熱壓縮過程。（不可能。dV=0,dA=0dQ=dE,加熱則dQ>0,dE>0)（不可能.等溫過程PV=C,dA<0,dT=0,dE=0,dQ=dA<0,只能放熱。）（不可能。dA<0,即dE<0,dQ<0,故只能放熱。）（可能。dA<0,絕熱過程dQ=0,dE=-dA>0,則系統(tǒng)內(nèi)能增加。）

例3

設(shè)有5mol

的氫氣，最初的壓強(qiáng)為溫度為，求在下列過程中，把氫氣壓縮為原體積的1/10

需作的功:1）等溫過程，2）絕熱過程.3）經(jīng)這兩過程后，氣體的壓強(qiáng)各為多少？解

1）等溫過程2）氫氣為雙原子氣體由表查得，有12常量3）對(duì)等溫過程對(duì)絕熱過程,有12常量解：（1）

（2）

（3）

五、多方過程實(shí)際上，氣體所進(jìn)行的過程，常常既不是等溫又不是絕熱的，而是介于兩者之間，可表示為

PVn

=常量（n為多方指數(shù)）凡滿足上式的過程稱為多方過程。

n=1——等溫過程

n=——絕熱過程

n=0——等壓過程

n=——等容過程一般情況1n，多方過程可近似代表氣體內(nèi)進(jìn)行的