物理熱力學第一定律

物理熱力學第一定律第1頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月1準靜態(tài)過程準靜態(tài)過程：過程中的每一狀態(tài)都是平衡態(tài)

過程—系統(tǒng)狀態(tài)的變化不受外界影響時，系統(tǒng)的宏觀性質不隨時間改變。壓縮汽缸中的氣體過程無限緩慢：弛豫時間：非平衡態(tài)平衡態(tài)的時間實際壓縮一次所用時間為1秒，

就可以近似為準靜態(tài)過程。弛豫時間很短，約10-3秒第2頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月PVOP-V圖平衡態(tài)一個點準靜態(tài)過程一條曲線注意：非平衡態(tài)、非準靜態(tài)過程不能用P-V圖上的點、線表示

等壓過程

P一定PVO等容過程V一定等溫過程T一定第3頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月2熱力學第一定律一、內能系統(tǒng)在一定狀態(tài)下的能量包括所有分子的動能EK與分子間的勢能EP理想氣體：EP=0內能是狀態(tài)量，與過程無關ABEAEB第4頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月2熱力學第一定律

做功可以改變系統(tǒng)的狀態(tài)摩擦升溫（機械功）、電加熱（電功）摩擦功：準靜態(tài)過程氣體對外界做功：總功：二、功過程量PPVO系統(tǒng)作正功系統(tǒng)作負功第5頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月三、熱量傳熱—改變系統(tǒng)狀態(tài)的另一種方法條件：系統(tǒng)與外界的溫度不同T1T2通過分子熱運動傳遞能量無法用宏觀量計算熱量Q—傳熱過程中傳遞的能量熱量是過程量系統(tǒng)從外界吸收熱量系統(tǒng)向外界放出熱量總熱量：積分與過程有關。第6頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月某一過程，系統(tǒng)從外界吸熱Q，對外界做功A，系統(tǒng)內能從初始態(tài)E1變?yōu)?/p>

E2，則由能量守恒：對微小過程：2熱力學第一定律四、熱力學第一定律12E1E2注意：1.功、熱量為過程量，內能為狀態(tài)量2.A、Q的正負號3.適用任何系統(tǒng)的任何過程第7頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月五、理想氣體的熱容量1.熱容量系統(tǒng)從外界吸收熱量Q，使系統(tǒng)溫度升高dT，則系統(tǒng)的熱容量為d1mol物質摩爾熱容定壓摩爾熱容定容摩爾熱容任意過程第8頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月2.理想氣體的熱容量準靜態(tài)等容過程：第9頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月邁耶公式低溫時，只有平動，i=3；常溫時，轉動被激發(fā)，i=3+2=5；高溫時，振動也被激發(fā)，i=3+2+2=7。比熱容比經典理論有缺陷，嚴格一點需量子理論來解釋第10頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月六.理想氣體的等值準靜態(tài)過程1.等容過程V一定PVOP-V圖上對應一直線過程方程特點第11頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月2等壓過程

P一定PVOP-V圖上對應一直線過程方程1212系統(tǒng)做正功Q>021系統(tǒng)做負功Q<0第12頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月3.等溫過程T一定P-V圖上對應一曲線PVO過程方程V1V2第13頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月3理想氣體的絕熱過程準靜態(tài)絕熱過程PVO絕熱線等溫線第14頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月循環(huán)過程:一系統(tǒng)經歷一系列變化后又回到初始狀態(tài)的整個過程.熱機：將熱轉換成功工質蒸汽機：工質水鍋爐冷卻器汽缸泵Q1A1Q2′A2′總的效果從外界吸熱（Q1-Q2）對外作功A1-A24循環(huán)過程第15頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月循環(huán)為準靜態(tài)過程，在P-V圖中對應閉合曲線。正循環(huán)：順時針方向進行PVO特點：系統(tǒng)作凈功=曲線所圍面積Q1—從外界吸熱Q2—向外界放熱Q1、Q2為純數(shù)從外界吸熱（Q1-Q2）對外作功（A1-A2）熱機效率第16頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月循環(huán)為準靜態(tài)過程，在P-V圖中對應閉合曲線。PVO特點：系統(tǒng)作凈功=曲線所圍面積逆循環(huán)：逆時針方向進行致冷系數(shù)：向外界放熱Q2外界作功A第17頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月Q1Q2′A高溫熱庫T1低溫熱庫T2工質準靜態(tài)循環(huán)，工質為理想氣體，只和兩個恒溫熱庫交換熱量?？ㄖZ循環(huán)的熱機效率：§5卡諾循環(huán)PVOT1T2第18頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月§5卡諾循環(huán)PVOT1T212341-2等溫膨脹吸熱3-4等溫壓縮放熱2-3絕熱膨脹4-1絕熱收縮第19頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月注意：1.只對卡諾循環(huán)成立對任何循環(huán)成立2.卡諾循環(huán)效率只與兩恒溫熱源的溫度有關，與工質無關3.提供了提高熱