学生版 第十四章+第3讲 热力学定律与能量守恒+讲义

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学生版 第十四章+第3讲 热力学定律与能量守恒+讲义

第3讲热力学定律与能量守恒

板块一主干梳理·夯实基础

【知识点1】热力学第一定律Ⅰ

1.改变物体内能的两种方式

(1)做功;

(2)热传递。

2.热力学第一定律

(1)内容

一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。

(2)表达式:ΔU=Q+W。

(3)ΔU=Q+W中正、负号法则

(4)ΔU=Q+W的三种特殊情况

①若过程是绝热的,则Q=0,W=ΔU,外界对物体做的功等于物体内能的增加。

②若过程是等容的,即W=0,Q=ΔU,物体吸收的热量等于物体内能的增加。

③对于理想气体,若过程是等温的,即ΔU=0,则W+Q=0或W=-Q,外界对物体做的功等于物体放出的热量。

【知识点2】热力学第二定律Ⅰ

1.热力学第二定律的三种表述

(1)克劳修斯表述

热量不能自发地从低温物体传到高温物体。

(2)开尔文表述

不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响。或表述为“第二类永动机是不可能制成的。”

(3)用熵的概念表示热力学第二定律。

在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减小。

2.热力学第二定律的微观意义

一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。

【知识点3】能量守恒定律Ⅰ

1.能量守恒定律的内容:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变。

2.条件性:能量守恒定律是自然界的普遍规律,某一种形式的能是否守恒是有条件的。例如,机械能守恒定律具有适用条件,而能量守恒定律是无条件的,是一切自然现象都遵守的基本规律。

3.两类永动机

(1)第一类永动机:不需要任何动力或燃料,却能不断地对外做功的机器。

违背能量守恒定律,因此不可能实现。

(2)第二类永动机:从单一热库吸收热量并把它全部用来对外做功,而不产生其他影响的机器。

违背热力学第二定律,不可能实现。

4.能源的利用

(1)存在能量耗散和品质降低。

(2)重视利用能源时对环境的影响。

(3)要开发新能源(如太阳能、生物质能、风能、水能等)。

板块二考点细研·悟法培优

考点1热力学第一定律[对比分析]

1.改变内能的两种方式的比较

2.温度、内能、热量、功的比较

例1在如下图所示的坐标系中,一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化过程:第一种变化是从状态A到状态B,外界对该气体做功为6 J;第二种变化是从状态A到状态C,该气体从外界吸收的热量为9 J。图线AC的反向延长线过坐标原点O,B、C两状态的温度相同,理想气体的分子势能为零。求:

(1)从状态A到状态C的过程,该气体对外界做的功W1和其内能的增量ΔU1;

(2)从状态A到状态B的过程,该气体内能的增量ΔU2及其从外界吸收的热量Q2。

总结升华

判断物体内能变化的方法

(1)内能的变化都要用热力学第一定律进行综合分析。

(2)做功情况看气体的体积:体积增大,气体对外做功,W为负;体积缩小,外界对气体做功,W为正。

(3)与外界绝热,则不发生热传递,此时Q=0。

(4)如果研究对象是理想气体,则由于理想气体没有分子势能,所以当它的内能变化时,主要体现在分子动能的变化上,从宏观上看就是温度发生了变化。

[跟踪训练][2017·安徽合肥联考](多选)对于一定质量的理想气体,下列说法正确的是()

A.体积不变,压强减小的过程,气体一定放出热量,内能减小

B.若气体内能增加,则外界一定对气体做功

C.若气体的温度升高,则每个气体分子的速度一定增大

D.若气体压强不变,气体分子平均距离增大时,则气体分子的平均动能一定增大

E.气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的

考点2热力学第二定律[对比分析]

1.热力学第一、第二定律的比较

2.两类永动机的比较

例2(多选)下列说法中正确的是()

A.第一类永动机违反能量守恒定律,是不可能制成的

B.第二类永动机违反能量守恒定律,是不可能制成的

C.能量耗散的说法与能量守恒定律是互相矛盾的

D.热量不可能从低温物体传到高温物体而不引起其他变化

E.热量可能自发地从低温物体传到高温物体而不引起其他变化

总结升华

对热力学第二定律的理解

(1)在热力学第二定律的表述中,“自发地”“不产生其他影响”的涵义:

①“自发地”指不需要借助外界提供能量的帮助,指明了热传递等热力学宏观现象的方向性;

②“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成,对周围环境不产生热力学方面的影响,如吸热、放热、做功等。

(2)热力学第二定律的实质:

热力学第二定律的每一种表述,都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性,进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。

[跟踪训练]根据你学过的热学中的有关知识,判断下列说法中正确的是()

A.机械能可以全部转化为内能,内能也可以全部用来做功转化成机械能

B.凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性,在热传递中,热量只能从高温物体传递给低温物体,而不能从低温物体传递给高温物体

C.尽管技术不断进步,热机的效率仍不能达到100%,制冷机却可以使温度降到-293 ℃

D.第一类永动机违背能量守恒定律,第二类永动机不违背能量守恒定律,随着科技的进步和发展,第二类永动机可以制造出来

考点3气体实验定律与热力学第一定律的综合[解题技巧]

例3一定质量理想气体的p-V图象如图所示,其中a→b为等容过程,b→c为等压过程,c→a为等温过程,已知气体在状态a时的温度T a=300 K,在状态b时的体积V b=22.4 L。求:

(1)气体在状态c时的体积V c;

(2)试比较气体由状态b到状态c过程从外界吸收的热量Q与对外做功W的大小关系,并简要说明理由。

总结升华

气体实验定律与热力学定律的综合问题的处理方法

(1)气体实验定律研究对象是一定质量的理想气体。

(2)解决具体问题时,分清气体的变化过程是求解问题的关键,根据不同的变化,找出相关的气体状态参量,利用相关规律解决。

(3)对理想气体,只要体积变化,外界对气体(或气体对外界)做功W=pΔV;只要温度发生变化,其内能就发生变化。

(4)结合热力学第一定律ΔU=W+Q求解问题。

错误!

[2017·

甘肃兰

州一模]

一定质

量的理

想气体

经历了

如图所示的状态变化。问:

(1)已知从A到B的过程中,气体的内能减少了300 J,则从A到B气体吸收或放出的热量是多少;

(2)试判断气体在状态B、C的温度是否相同。如果知道气体在状态C时的温度T C=300 K,则气体在状态A时的温度为多少。

2.2热力学第一定律对理想气体的应用

§2.2 热力学第一定律对理想气体的应用 2.2.1、等容过程 气体等容变化时,有=T P 恒量,而且外界对气体做功0=?-=V p W 。根据 热力学第一定律有△E=Q 。在等容过程中,气体吸收的热量全部用于增加内能,温度升高;反之,气体放出的热量是以减小内能为代价的,温度降低。 p V i T C n E Q V ???= ??=?=2 式中 R i T E v T Q C V ?=??=?=2)(。 2.2.1、等压过程 气体在等压过程中,有=T V 恒量,如容器中的活塞在大气环境中无摩擦地自 由移动。 根据热力学第一定律可知:气体等压膨胀时,从外界吸收的热量Q ,一部分用来增加内能,温度升高,另一部分用于对外作功;气体等压压缩时,外界对气体做的功和气体温度降低所减少的内能,都转化为向外放出的热量。且有 T nR V p W ?-=?-= T nC Q p ?= V p i T nC E v ??=?=?2 定压摩尔热容量p C 与定容摩尔热容量V C 的关系有R C C v p +=。该式表明:1mol 理想气体等压升高1K 比等容升高1k 要多吸热8.31J ,这是因为1mol 理想气体等压膨胀温度升高1K 时要对外做功8.31J 的缘故。 2.2.3、等温过程 气体在等温过程中,有pV =恒量。例如,气体在恒温装置内或者与大热源想

接触时所发生的变化。 理想气体的内能只与温度有关,所以理想气体在等温过程中内能不变,即△E =0,因此有Q=-W 。即气体作等温膨胀,压强减小,吸收的热量完全用来对外界做功;气体作等温压缩,压强增大,外界的对气体所做的功全部转化为对外放出的热量。 2.2.4、绝热过程 气体始终不与外界交换热量的过程称之为绝热过程,即Q=0。例如用隔热良好的材料把容器包起来,或者由于过程进行得很快来不及和外界发生热交换,这些都可视作绝热过程。 理想气体发生绝热变化时,p 、V 、T 三量会同时发生变化,仍遵循=T pV 恒 量。根据热力学第一定律,因Q=0,有 )(21122V p V p i T nC E W v -=?=?= 这表明气体被绝热压缩时,外界所作的功全部用来增加气体内能,体积变小、温度升高、压强增大;气体绝热膨胀时,气体对外做功是以减小内能为代价的,此时体积变大、温度降低、压强减小。气体绝热膨胀降温是液化气体获得低温的重要方法。 例:0.020kg 的氦气温度由17℃升高到27℃。若在升温过程中,①体积保持不变,②压强保持不变;③不与外界交换热量。试分别求出气体内能的增量,吸收的热量,外界对气体做的功。 气体的内能是个状态量,且仅是温度的函数。在上述三个过程中气体内能的增量是相同的且均为: J T nC E v 6231031.85.15=???=?=?

第二章-热力学第一定律--题加答案

第二章热力学第一定律 1. 始态为25 °C,200 kPa的5 mol某理想气体,经途径a,b两不同途径到达相同的末态。途经a先经绝热膨胀到-28.47 °C,100 kPa,步骤的功;再恒容加热到压力 200 kPa的末态,步骤的热。途径b为恒压加热过程。求途径b的及。(天大2.5题) 解:先确定系统的始、末态 对于途径b,其功为 根据热力学第一定律 2. 2 mol某理想气体,。由始态100 kPa,50 dm3,先恒容加热使压力增大到200 dm3,再恒压冷却使体积缩小至25 dm3。求整个过程的。(天大2.10 题) 解:过程图示如下 由于,则,对有理想气体和只是温度的函数 该途径只涉及恒容和恒压过程,因此计算功是方便的

根据热力学第一定律 3. 单原子理想气体A与双原子理想气体B的混合物共5 mol,摩尔分数,始态温 度,压力。今该混合气体绝热反抗恒外压膨胀到平 衡态。求末态温度及过程的。(天大2.18题) 解:过程图示如下 分析:因为是绝热过程,过程热力学能的变化等于系统与环境间以功的形势所交换的能量。因此, 单原子分子,双原子分子 由于对理想气体U和H均只是温度的函数,所以 4. 1.00mol(单原子分子)理想气体,由10.1kPa、300K按下列两种不同的途 径压缩到25.3kPa、300K,试计算并比较两途径的Q、W、ΔU及ΔH。

(1)等压冷却,然后经过等容加热; (2)等容加热,然后经过等压冷却。 解:C p,m=2.5R, C V,m=1.5R (1) 10.1kPa、300K 10.1kPa、119.8 25.3kPa、300K 0.2470dm30.09858 dm30.09858 dm3 Q=Q1+Q2=1.00×2.5R×(119.8-300)+ 1.00×1.5R×(300-119.8) =-3745+2247=-1499(J) W=W1+W2=-10.1×103×(0.09858-0.2470)+0=1499(J) ΔU=Q+W=0 ΔH=ΔU+Δ(pV)=0+25.3×0.09858-10.1×0.2470=0 (2) 10.1kPa、300K 25.3kPa、751.6 25.3kPa、300K 0.2470dm30.2470dm30.09858 dm3 Q=Q1+Q2=1.00×1.5R×(751.6-300)+ 1.00×2.5R×(300-751.6) =5632-9387=-3755(J) W=W1+W2=0-25.3×103×(0.09858-0.2470) =3755(J) ΔU=Q+W=0 ΔH=ΔU+Δ(pV)=0+25.3×0.09858-10.1×0.2470=0 计算结果表明,Q、W与途径有关,而ΔU、ΔH与途径无关。 5. 在一带活塞的绝热容器中有一固定的绝热隔板。隔板靠活塞一侧为2 mol,0 °C的单原子理想气体A,压力与恒定的环境压力相等;隔板的另一侧为6 mol,100 °C的双原子理想气体B,其体积恒定。今将绝热隔板的绝热层去掉使之变成导热板,求系统达平衡时的T 及过程的。 解:过程图示如下 显然,在过程中A为恒压,而B为恒容,因此

高中物理全套讲义选修3-3 第4讲 热力学第一定律(简单版) 教师版习题

随堂练习 一.选择题(共10小题) 1.(2016秋?浦东新区校级期中)下述改变物体内能的方法中,属于做功的是()A.冷的物体接触热的物体后变热 B.物体在火炉旁被烤热 C.电流通过灯丝使灯丝发热 D.热的物体放在通风地方凉下来 2.(2016秋?浦东新区校级期中)下列例子中通过热传递改变物体内能的是()A.用锤子锤击金属块后,锤子和金属块都变热 B.灼热的火炉使周围物体的温度升高 C.手感到冷时,搓搓手就会觉得暖和些 D.摩擦冰块使其熔解 3.(2016秋?浦东新区期中)两个相互接触的物体没有发生热传递,这是因为它们具有相同的()A.质量B.温度C.内能D.体积 4.(2015?船营区校级学业考试)在下述现象中没有做功而使物体内能改变的是()A.电流通过点炉丝使温度生高 B.流星进入大气层运动温度升高 C.铁锤打铁块使铁块温度升高 D.在炉火上的水被烧开 5.(2014春?新疆校级月考)一定质量的0℃的冰,全部变成0℃的水的过程中()A.分子的平均动能增大,吸收热量,内能不变 B.分子的平均动能减小,放出热量,内能增大 C.分子的平均动能不变,吸收热量,内能增大 D.分子的平均动能不变,放出热量,内能减小 6.(2014秋?南京校级月考)将一杯热水倒入盛有冷水的容器中,冷水的温度升高了10℃,再向容器内倒入一杯相同质量和温度的热水,容器中的水温又升高了6℃.如果继续向容器中倒入一杯同样的热水,则容器中的水温会升高() A.5℃B.4℃C.3℃D.2℃ 7.(2014?奉贤区二模)关于热现象的描述正确的是() A.满足能量守恒定律的宏观过程都可以自发进行 B.做功和热传递都通过能量转化的方式改变系统内能 C.一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同 D.物体内单个分子的运动是无规则的,大量分子的运动也是无规律的

物化试卷 理想气体与热力学第一定律

第二小组测试卷一 2012—2013学年第一学期 一、选择题 ( 共10题 20分 ) 1. 物质临界点的性质与什么有关?------------------ -----------( ) A. 与外界温度有关 B. 与外界压力有关 C. 是物质本身的特性 D. 与外界物质有关 2. 下列说法错误的是------------------------------------------------( ) A . 压力是宏观量 B . 压力是体系微观粒子相互碰撞时动量改变量的量度 C . 压力是体系微观粒子碰撞器壁时动量改变量的量度 D . 压力是体系微观粒子一种运动行为的统计平均值 3. 范德华气体方程式中的常数a 与b 应取何值?-------------( ) A. 都大于零 B. 都小于零 C. a 大于零,b 小于零 D. a 小于零,b 大于零 4. 理想气体的分子运动论公式为 PV=3 1Nmu2 式中,u 是-( ) A. 分子平均运动速率 B. 最可几速率 C. 分子运动最大速率 D. 根均方速率 5.成年人每次呼吸大约为500ml 空气,若其压力为100kPa ,温度为20℃,则 其中有多少氧分子? --------------------------------------------( ) A . 4.305×103 mol B . 0.0205mol C . 22.32mol D . 4.69mol 6. 在同一温度下,同一气体物质的摩尔定压热容C p ,m 与摩尔定容热容C V ,m 之间的关系为-----------------------------------------------------( )。 考试科目 物理化学(上) 考试成绩 试卷类型 考试形式 闭卷 考试对象 11化本 学院—化学与材料工程--- 班级---- 06化本----- 姓名------------------------------------- 学号-------------------------------------

第3讲热力学定律与能量守恒

第3讲热力学定律与能量守恒 考点一热力学第一定律的理解及应用 1.热力学第一定律的理解 不仅反映了做功和热传递这两种方式改变内能的过程是等效的,而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系。 2.对公式ΔU=Q+W符号的规定 符号W Q ΔU +外界对物体做功物体吸收热量内能增加 -物体对外界做功物体放出热量内能减少 三种特殊的状态变化过程 (1)如图所示的绝热过程:有Q=0,则W=ΔU,外界对系统做的功等于系统内能的增加。 (2)不做功过程:即W=0,则Q=ΔU,系统吸收的热量等于系统内能的增加。 (3)内能不变过程:即ΔU=0,则W+Q=0或W=-Q,外界对系统做的功等于系统放出的热量。 [思维诊断] (1)物体吸收热量,同时对外做功,内能可能不变。() (2)绝热过程中,外界压缩气体,对气体做功,气体的内能可能减少。() (3)自由摆动的秋千摆动幅度越来越小,能量并没有消失。() (4)热传递和做功的实质不相同。() 答案:(1)√(2)×(3)√(4)√ [题组训练] 1.[热力学第一定律与热学知识的组合](多选)下列说法中正确的是() A.尽管技术不断进步,但热机的效率仍不能达到100%,而制冷机却可以使温度降到

热力学零度 B.雨水没有透过布雨伞是液体表面张力的作用导致的 C.气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关 D.空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气压强的比值E.悬浮在液体中的微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数越多,布朗运动越不明显 解析:热力学零度只能接近而不能达到,A错误;雨水没有透过布雨伞是液体表面张力的作用导致的,B正确;由热力学第一定律ΔU=Q+W知,温度每升高1 K,内能增加,但既可能是吸收热量,也可能是对气体做功使气体的内能增加,C正确;空气的相对湿度是指空气中所含水蒸气的压强与同温度下的饱和蒸汽压的比值,故D错误;微粒越大,某一瞬间撞击它的分子数越多,受力越容易平衡,布朗运动越不显著,E正确。 答案:BCE 2.[应用热力学第一定律定量计算] 如图所示,一定质量的理想气体由状态a沿a→b→c变化到状态c时,吸收了340 J的热量,并对外做功120 J。若该气体由状态a沿a→d→c变化到状态c时,对外做功40 J,则这一过程中气体________(填“吸收”或“放出”)________J热量。 解析:一定质量的理想气体由状态a沿a→b→c变化到状态c,吸收了340 J的热量,并对外做功120 J,由热力学第一定律有ΔU=Q1+W1=340 J-120 J=220 J,即从状态a到状态c,理想气体的内能增加了220 J;若该气体由状态a沿a→d→c变化到状态c时,对外做功40 J,此过程理想气体的内能增加还是220 J,所以可以判定此过程是吸收热量,由热力学第一定律有ΔU=Q2+W2,得Q2=ΔU-W2=220 J+40 J =260 J 答案:吸热260 J 3.[热力学第一定律与气体实验定律的综合应用]一定质量的理想气体经历如图A→B→C→D→A所示循环过程,该过程每个状态视为平衡态。已知A态的温度为27 ℃。求:

第一章 热力学第一定律及应用练习题.

第一章 热力学第一定律及应用练习题 一、 填空:(填<、>或=) 1、理想气体的自由膨胀:△U 0;△H 0;Q 0;W 0; 2、理想气体的等压膨胀:△U 0;△H 0;Q 0;W 0;△H △U ; 3、理想气体的等容升压:△U 0;△H 0;Q 0;W 0;△H △U ; 4、理想气体的等温压缩:△U 0;△H 0;Q 0;W 0;Q W ; 5、理想气体的节流膨胀:△U 0;△H 0;Q 0;W 0; 6、理想气体绝热抗恒外压膨胀:△U 0;△H 0;Q 0;W 0; 7、实际气体的绝热自由膨胀:△U 0; Q 0;W 0;△T 0; 8、实际气体的恒温自由膨胀:△U 0; Q 0;W 0;△U Q ; 9、实际气体的节流膨胀:△H 0; Q 0; 10、实际气体经循环过程恢复原状:△U 0;△H 0; 11、0℃、P 压力下冰融化为水:△U 0;△H 0;Q 0;W 0; 12、水蒸气通过蒸气机对外作功后恢复原状: △U 0;△H 0;Q 0;W 0;Q W ; 13、100℃、P 压力下的H 2O (l )向真空蒸发成同温同压下的蒸气: △U 0;△H 0;Q 0;W 0;△U Q ; 14、H 2(g )和O 2(g )在一绝热恒容反应器中剧烈反应生成水: △U 0; Q 0;W 0; 15、对于理想气体:V T U ??? ???? 0;P T U ??? ???? 0;T V U ??? ???? 0; T P U ??? ???? 0;V T H ??? ???? 0;P T H ??? ???? 0;T V H ??? ???? 0;

T P H ??? ???? 0;V T U ??? ???? P T U ??? ????;V T H ??? ???? P T H ??? ????; 二、单项选择题: 1.热力学第一定律的数学表达式△U =Q —W 只能适用于 (A)理想气体 ; (B)封闭物系; (C)孤立物系 ; (D)敞开物系 2、1mol 单原子理想气体,在300K 时绝热压缩到500K ,则其焓变△H 约为 (A )4157J ;(B )596J ;(C )1255J ;(D )994J 3、同一温度下,同一气体物质的等压摩尔热容Cp 与等容摩尔热容C V 之间 存在 (A )CpC V ;(C )Cp=C V ;(D )难以比较 4、对于任何循环过程,物系经历了i 步变化,则根据热力学第一定律应 该是 (A )∑i Q =0 ; (B )∑i W =0 ; (C )∑∑-][i i W Q >0 ; (D )∑∑-][i i W Q =0 ; 5、对于理想气体,下列关系中哪个是不正确的? (A )0=??? ????V T U ; (B )0=??? ????T V U ; (C )0=??? ????T P H ; (D )0=??? ????T P U 6、3mol 单原子理想气体,从初态T 1=300 K ,P 1=1atm 反抗恒定的外压0.5atm 作不可逆膨胀至终态T 2=300K .P 2=0.5atm 。对于这个过程的Q 、W 、 △U 、△H 的值下列正确的是 (A )Q=W=0;(B )△U=△H=0;(C )Q=△U=0;(D )Q=△H=0 7、实际气体的节流膨胀过程中,哪一组的描述是正确的? ’· i (A )Q=0,△H=0,△P<0; (B )Q=0,△H<0,△P>0;

工程热力学 教案 第四讲

{复习提问} 1、什么是热力学第一定律? 2、什么事准平衡过程和可逆过程?举例描述。 3、系统储存能包括及部分,各是什么,表示符号和表达式是什么? {导入新课} 第三节系统与外界传递的能量 上一节课我们学习了系统的总储存能,这一节我们来学你系统与外界传递的能量。 在热力过程中,热力系与外界交换的能量包括三部分,分别是功量、热量和工质通过边界时所携带的能量。下面我们分别来学习这三种能量: 一、热量 1、定义:系统和外界之间仅仅由于温度不同(温差)而通过边界传递的能量称 为热量。符号:Q , 单位为J或kJ 2、单位质量工质与外界交换的热量用q表示,单位为J/kg或kJ/kg 。 微元过程中热力系与外界交换的微小热量用δQ或δq表示。 3、热量为在热传递中物体能量改变的量度,是过程量。其数值大小与过程有关, 所以不是状态参数。 4、热量正负规定: 系统吸热,热量取正值,Q(q)>0 ;系统放热,热量取 负值,Q(q)<0 。 5、热量的记算式(推导): 引入新概念【熵】 熵:指热能除以温度所得的商,标志热量转化为功的程度。有温差便有热量的传递,可用熵的变化量作为热力系与外界间有无热量传递以及热量传递方向的标志。 1、符号: S , 单位为J/K 或kJ/K 。 2、单位质量工质所具有的熵称为比熵, 用s 表示, 单位为J/(kg?K) 或kJ/(kg?K)。 用熵计算热量

在微元可逆过程中,系统与外界传递的热量可表示为: δq =Tds δQ =TdS 在可逆过程1-2中,系统吸收的热量可写为: q =?21Tds Q=?2 1TdS 根据熵的变化判断一个可逆过程中系统与外界之 间热量交换的方向:ds >0,δq >0,系统吸热; ds <0,δq <0,系统放热; ds =0,δq =0,系统与外界没有热量交换,是绝热(定熵)过程。 3. 温熵图 (T -s 图) 在可逆过程中单位质量工质与外界交换的热量 q =?21 Tds , 大小等于T -s 图(温熵图)上过程曲线下的面积,因此温熵图也称示热图。对于分析热力过程和热力循环很有用处。 二、功量 我们知道热量是由于温差的作用使系统与外界发生能量交换,顾名思义,功量是在力差作用下,系统与外界发生的能量交换。 1、功量亦为过程量,不是状态参数。 2、有各种形式的功,如电功、磁功、膨胀功、轴功等。工程热力学主要研究 两种功量形式: ⑴体积变化功,⑵轴功。 ⑴体积变化功——由于热力系体积发生变化(增大或缩小)而通过边 界向外界传递的机械功称为体积变化功(膨胀功或压缩功)。 ①符号: W , 单位为J 或kJ 。 ②1kg 工质传递的体积变化功用符号w 表示,单位为J/kg 或kJ/kg 。 ③正负规定: d v > 0 , w > 0 , 热力系对外作膨胀功; d v < 0 , w < 0 , 热力系对外作压缩功。 ④体积变化功的计算式(推导) 课本图2-4 假设质量为1kg 的气体工质在汽缸中进行一个可逆膨胀过程,缸内气体压力p ,活塞截面积A ,活塞在某一瞬间移动微小位移dx 。则整个热力过程工质对活塞所作功量为 : 1→2为可逆过程 (pdv pAdx w ==δ)

热力学第一定律习题及答案

热力学第一定律习题 一、单选题 1) 如图,在绝热盛水容器中,浸入电阻丝,通电一段时间,通电后水及电阻丝的温度均略有升高,今以电阻丝为体系有:( ) A. W =0,Q <0,?U <0 B. W <0,Q <0,?U >0 C. W <0,Q <0,?U >0 D. W <0,Q =0,?U >0 ?2) 如图,用隔板将刚性绝热壁容器分成两半,两边充入压力不等的空气(视为理想气体),已知p右> p左,将隔板抽去后: ( ) A. Q=0, W =0, ?U =0 B. Q=0, W <0, ?U >0 C. Q >0, W <0, ?U >0 D. ?U =0, Q=W??0 ?3)对于理想气体,下列关系中哪个是不正确的:( ) A. (?U/?T)V=0 B. (?U/?V)T=0 C. (?H/?p)T=0 D. (?U/?p)T=0 ?4)凡是在孤立孤体系中进行的变化,其?U 和?H 的值一定是:( ) A. ?U >0, ?H >0 B. ?U =0, ?H=0 C. ?U <0, ?H <0 D. ?U =0,?H 大于、小于或等于零不能确定。 ?5)在实际气体的节流膨胀过程中,哪一组描述是正确的: ( ) A. Q >0, ?H=0, ?p < 0 B. Q=0, ?H <0, ?p >0 C. Q=0, ?H =0, ?p <0 D. Q <0, ?H =0, ?p <0 ?6)如图,叙述不正确的是:( ) A.曲线上任一点均表示对应浓度时积分溶解热大小 B.?H1表示无限稀释积分溶解热 C.?H2表示两浓度n1和n2之间的积分稀释热 D.曲线上任一点的斜率均表示对应浓度时HCl的微分溶解热 ?7)?H=Q p此式适用于哪一个过程: ( ) A.理想气体从101325Pa反抗恒定的10132.5Pa膨胀到10132.5sPa B.在0℃、101325Pa下,冰融化成水 C.电解CuSO4的水溶液 D.气体从(298K,101325Pa)可逆变化到(373K,10132.5Pa ) ?8) 一定量的理想气体,从同一初态分别经历等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压力的终态,终态体积分别为V1、V2。( ) A. V1 < V2 B. V1 = V2 C. V1 > V2 D. 无法确定 ?9) 某化学反应在恒压、绝热和只作体积功的条件下进行,体系温度由T1升高到T2,则此过程的焓变?H:( ) A.小于零 B.大于零 C.等于零 D.不能确定 ?10) 对于独立粒子体系,d U=?n i d? i+?? i d n i,式中的第一项物理意义是: ( ) A. 热 B. 功 C. 能级变化 D. 无确定意义 ?11) 下述说法中哪一个正确:( ) A.热是体系中微观粒子平均平动能的量度 B.温度是体系所储存能量的量度 C.温度是体系中微观粒子平均能量的量度 D.温度是体系中微观粒子平均平动能的量度 ?12) 下图为某气体的p-V图。图中A→B为恒温可逆变化,A→C为绝热可逆变化,A→D 为多方不可逆变化。B, C, D态的体积相等。问下述个关系中哪一个错误?( ) A. T B > T C B. T C > T D C. T B > T D D. T D > T C ?13) 理想气体在恒定外压p?下从10dm3膨胀到16dm3, 同时吸热126J。计算此气体的??U。( ) A. -284J B. 842J C. -482J D. 482J ?14) 在体系温度恒定的变化过程中,体系与环境之间:( ) A.一定产生热交换 B.一定不产生热交换 C.不一定产生热交换 D. 温度恒定与热交换无关

第3讲 热力学定律与能量守恒定律

第3讲热力学定律与能量守恒定律 知识要点 一、热力学第一定律 1.改变物体内能的两种方式 (1)做功;(2)热传递。 2.热力学第一定律 (1)内容:一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。 (2)表达式:ΔU=Q+W。 (3)ΔU=Q+W中正、负号法则: 物理量 意义 W Q ΔU 符号 +外界对物体做功物体吸收热量内能增加 -物体对外界做功物体放出热量内能减少 1.热力学第二定律的两种表述 (1)克劳修斯表述:热量不能自发地从低温物体传到高温物体。 (2)开尔文表述:不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响。 2.用熵的概念表示热力学第二定律 在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减小。 3.热力学第二定律的微观意义 一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。 4.第二类永动机不可能制成的原因是违背了热力学第二定律。 三、能量守恒定律 1.内容

能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者是从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变。 2.条件性 能量守恒定律是自然界的普遍规律,某一种形式的能是否守恒是有条件的。 3.第一类永动机是不可能制成的,它违背了能量守恒定律。 基础诊断 1.(多选)下列说法正确的是() A.外界压缩气体做功20 J,气体的内能可能不变 B.电冰箱的工作过程表明,热量可以从低温物体向高温物体传递 C.科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机 D.对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少,形成能源危机 E.一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气,其分子之间的势能增加 答案ABE 2.(多选)下列说法正确的是() A.分子间距离增大时,分子间的引力减小,斥力增大 B.当分子间的作用力表现为斥力时,随分子间距离的减小分子势能增大 C.一定质量的理想气体发生等温膨胀,一定从外界吸收热量 D.一定质量的理想气体发生等压膨胀,一定向外界放出热量 E.熵的大小可以反映物体内分子运动的无序程度 解析分子间距离增大时,分子间的引力、斥力都减小,A错误;当分子间的作用力表现为斥力时,随分子间距离的减小,斥力做负功,分子势能增大,B正确;等温膨胀,温度不变,气体内能不变,体积增大,对外做功,要保持内能不变,所以需要从外界吸收热量,C正确;等压膨胀,压强不变,体积增大,根据公式 pV =C可得温度升高,内能增大,需要吸收热量,故D错误;熵的物理意义反T 映了宏观过程对应的微观状态的多少,标志着宏观状态的无序程度,即熵是物体内分子运动无序程度的量度,E正确。

热力学第一定律与能量守恒定律

热力学第一定律与能量守恒定律 1.热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种改变内能的过程是等效的,而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系.此定律是标量式,应用时功、内能、热量的单位应统一为国际单位焦耳. 2.三种特殊情况 (1)若过程是绝热的,则Q=0,W=ΔU,外界对物体做的功等于物体内能的增加; (2)若过程中不做功,即W=0,则Q=ΔU,物体吸收的热量等于物体内能的增加; (3)若过程的初、末状态物体的内能不变,即ΔU=0,则W+Q=0或W=-Q,外界对物体做的功等于物体放出的热量. 例1关于气体的内能,下列说法正确的是() A.质量和温度都相同的气体,内能一定相同 B.气体温度不变,整体运动速度越大,其内能越大 C.气体被压缩时,内能可能不变 D.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关 E.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加 答案CDE 解析质量和温度都相同的气体,虽然分子平均动能相同,但是不同的气体,其摩尔质量不同,即分子个数不同,所以分子总动能不一定相同,A错误;宏观运动和微观运动没有关系, 所以宏观运动速度大,内能不一定大,B错误;根据pV T=C可知,如果等温压缩,则内能不 变;等压膨胀,温度增大,内能一定增大,C、E正确;理想气体的分子势能为零,所以一定量的某种理想气体的内能只与分子平均动能有关,而分子平均动能和温度有关,D正确.练习题 1.对于一定质量的理想气体,下列说法正确的是() A.保持气体的压强不变,改变其体积,可以实现其内能不变 B.保持气体的压强不变,改变其温度,可以实现其内能不变 C.若气体的温度逐渐升高,则其压强可以保持不变 D.气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关 E.当气体体积逐渐增大时,气体的内能一定减小 答案CD

高考经典课时作业11-3 热力学定律与能量守恒

高考经典课时作业11-3 热力学定律与能量守恒 (含标准答案及解析) 时间:45分钟分值:100分 1.下列叙述和热力学定律相关,其中正确的是() A.第一类永动机不可能制成,是因为违背了能量守恒定律 B.能量耗散过程中能量不守恒 C.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,违背了热力学第二定律D.能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 2.根据热力学第二定律,下列说法中正确的是() A.热量能够从高温物体传到低温物体,但不能从低温物体传到高温物体 B.热量能够从高温物体传到低温物体,也可能从低温物体传到高温物体 C.机械能可以全部转化为内能,但内能不可能全部转化为机械能 D.机械能可以全部转化为内能,内能也可能全部转化为机械能 3.关于一定量的气体,下列叙述正确的是() A.气体吸收的热量可以完全转化为功 B.气体体积增大时,其内能一定减少 C.气体从外界吸收热量,其内能一定增加 D.外界对气体做功,气体内能可能减少 4.(2013·东北三校二模)一个气泡从湖底缓慢上升到湖面,在上升的过程中温度逐渐升高,气泡内气体可视为理想气体,在此过程中,关于气泡内气体下列说法正确的是() A.气体分子平均动能变小 B.气体吸收热量 C.气体对外做功 D.气体内能增加 5.(2012·高考广东卷)景颇族的祖先发明的点火器如图所示,用牛角做套筒,木制推杆前端粘着艾绒,猛推推杆,艾绒即可点燃,对筒内封闭的气体,在此压缩过程中() A.气体温度升高,压强不变 B.气体温度升高,压强变大 C.气体对外界做正功,气体内能增加 D.外界对气体做正功,气体内能减少 6.(2011·高考重庆卷)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置,它主要由汽缸和活塞组成.开箱时,密闭于汽缸内的压缩气体膨胀,将箱盖顶起,如图所示.在此过程中,若缸内气体与外界无热交换,忽略气体分子间相互作用,则缸内气体() A.对外做正功,分子的平均动能减小 B.对外做正功,内能增大 C.对外做负功,分子的平均动能增大 D.对外做负功,内能减小

第四讲化学反应进行的方向

第四讲化学反应进行的方向 子?新课标?高三化学〔人教版〕第一轮复习选修〔4〕单元讲座 第二章化学反应速率和化学平稳 第四讲化学反应进行的方向 复习目标:能用焓变和熵变讲明化学反应的方向。 复习重点、难点:熵判据 科学家依照体系的存在着使体系总能量趋向于,也确实是⊿H 0的趋势,也存在使体系由有序向无序转化〔⊿S 0〕的自然现象,提出了焓判据和熵判据。 一、焓变与自发反应的关系 焓变〔ΔH〕作为判定反应自发性的依据:假设ΔH<0,___能自发进行;假设ΔH >0,___不能自发进行,而___能自发进行。 能自发进行,但当温度升高时却能自发进行。 二、熵变与自发反应的关系 熵指的是,用表示。作为固液气三态的熵值比较大小顺序为。 摸索:为何物质的溶解是自发过程?〔请用熵变来讲明〕〔通过分子扩散自发形成平均混合物。物质溶于水自发地向水中扩散,形成平均的溶液,体系有由有序自发地变为无序的倾向〕。 行。 三、自发反应的判定依据 焓变〔焓判据〕只能判定,熵变〔熵判据〕只能判定。

结论:二者的复合判据才是自以反应的判定标准。二者对反应方向的阻碍存在着关系:⊿H正反应自发进行;⊿H—T⊿S>0 逆反应自发过行。 疑难点拨 焓的概念是依照热力学第一定律引入的,规定在等温等压且不做非体积功的条件下,反应的热效应就等于反应的焓变,关于一定压且不做非体积功条件下的化学反应的热效应也等于产物的是焓值〔末态〕减去反应物的总焓值〔始态〕。在研究各种体系的变化过程时,人们发觉自然界的自发过程一样都朝着能量降低的方向进行。明显,能量越低,体系的状态就越稳固。化学反应一样亦符合上述能量最低原理。的确,专门多放热反应,在298K、标准态下是自发的。例如: 3Fe(s) + 2O2(g)=Fe3O4(s);△H (298 K)= -1118.4 kJ·mol-1 C(s) + O2(g)=CO2(g);△H(298 K) =-393.509 kJ·mol-1 CH4(g) + 2O2(g)=CO2(g) + 2H2O(l);△H(298 K) = -890.36 kJ·mol-1 此有人曾试图以298K、标准态下反应的焓变作为反应自发性的判据。认为在等温等压条件下,当 △H < 0时:化学反应自发进行 △H > 0时:化学反应不能自发进行 然而,实践讲明:有些吸热过程(△H >0)亦能自发进行。例如,水的蒸发,NH4Cl溶于水以及Ag2O的分解等差不多上吸热过程,但在298K、标准态下均能自发进行:NH4Cl(s) = NH4+(aq) + Cl-(aq);△H (298 K)= 14.7 kJ·mol-1 Ag2O(s) = 2Ag(s) + 1/2O2(g);△H (298 K)= 31.05 kJ·mol-1 CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g);△H (298 K)= 178.32 kJ·mol-1 关于CaCO3的分解反应在298K、标准态下反应是非自发的。但当温度升高到约1123K 时,CaCO3的分解反应就变成自发过程,而现在反应的焓变仍近似等于178.32kJ·mol-1,(温度对焓变阻碍甚小)。由此可见,把焓变作为反应自发性的普遍判据是不准确、不全面的。因为除了反应焓变以外,体系纷乱度的增加和温度的改变,也是许多化学和物理过程自发进行的阻碍因素。 二、如何利用〝△H-T△S〞判定化学反应的自发性 通过教材学习,我们明白反应的自发性不仅与焓变和熵变有关,而且还与温度条件有关。化学反应的方向是焓变和熵变共同阻碍的结果,判定依据为△H-T△S,即依据△H-T△S的值的大小判定。△H-T△S又称自由能,符号△G,△G=△H-T△S,在等温等压下,自由能变化(△G)的正负决定着化学反应进行的方向和程度。而△G又与△H、△S及T紧密相关。关系如下: 现在我们利用△H-T△S对中学化学中的两个咨询题探讨。 关于C还原CuO所发生的反应有以下两种可能情形: 1、假如反应为:2CuO+C=2Cu+CO2↑,直截了当依照各物质的△G运算,那么: 那么△G°1=(-394.4+2×0)-[2×(-127.2)+0]=- △H-T△S= -140.0(kJ)<0 2、假如反应为:CuO+C=Cu+CO↑,依照各物质的△G运算,那么: △G°2=(-137.3+0)-(127.2+0)= △H-T△S =-10.1(kJ)<0

第二章热力学第一定律练习题及解答

第 二 章 热力学第一定律 一、思考题 1. 判断下列说法是否正确,并简述判断的依据 (1)状态给定后,状态函数就有定值,状态函数固定后,状态也就固定了。 答:是对的。因为状态函数是状态的单值函数。 (2)状态改变后,状态函数一定都改变。 答:是错的。因为只要有一个状态函数变了,状态也就变了,但并不是所有的状态函数都得 变。 (3)因为ΔU=Q V ,ΔH=Q p ,所以Q V ,Q p 是特定条件下的状态函数? 这种说法对吗? 答:是错的。?U ,?H 本身不是状态函数,仅是状态函数的变量,只有在特定条件下与Q V ,Q p 的数值相等,所以Q V ,Q p 不是状态函数。 (4)根据热力学第一定律,因为能量不会无中生有,所以一个系统如要对外做功,必须从 外界吸收热量。 答:是错的。根据热力学第一定律U Q W ?=+,它不仅说明热力学能(ΔU )、热(Q )和 功(W )之间可以转化,有表述了它们转化是的定量关系,即能量守恒定律。所以功的转化 形式不仅有热,也可转化为热力学能系。 (5)在等压下,用机械搅拌某绝热容器中的液体,是液体的温度上升,这时ΔH=Q p =0 答:是错的。这虽然是一个等压过程,而此过程存在机械功,即W f ≠0,所以ΔH≠Q p 。 (6)某一化学反应在烧杯中进行,热效应为Q 1,焓变为ΔH 1。如将化学反应安排成反应相 同的可逆电池,使化学反应和电池反应的始态和终态形同,这时热效应为Q 2,焓变为ΔH 2,则ΔH 1=ΔH 2。 答:是对的。Q 是非状态函数,由于经过的途径不同,则Q 值不同,焓(H )是状态函数,只要始终态相同,不考虑所经过的过程,则两焓变值?H 1和?H 2相等。 2 . 回答下列问题,并说明原因 (1)可逆热机的效率最高,在其它条件相同的前提下,用可逆热机去牵引货车,能否使火 车的速度加快? 答?不能。热机效率h Q W -=η是指从高温热源所吸收的热最大的转换成对环境所做的功。

高中物理考试热力学定律与能量守恒定律

选修3-3 第3讲 一、选择题 1.有关“温度”的概念,下列说法中正确的是( ) A.温度反映了每个分子热运动的剧烈程度 B.温度是分子平均动能的标志 C.一定质量的某种物质,内能增加,温度一定升高 D.温度较高的物体,每个分子的动能一定比温度较低的物体分子的动能大 [答案] B [解析] 温度是分子平均动能的标志,但不能反映每个分子的运动情况,所以A、D错误,由ΔU=Q+W可知C错,故选项B正确. 2.第二类永动机不可能制成,这是因为( ) A.违背了能量守恒定律 B.热量总是从高温物体传递到低温物体 C.机械能不能全部转变为内能 D.内能不能全部转化为机械能,同时不引起其他变化 [答案] D [解析] 第二类永动机的设想虽然符合能量守恒定律,但是违背了能量转化中有些过程是不可逆的规律,所以不可能制成,选项D正确. 3.(2010·重庆)给旱区送水的消防车停于水平地面.在缓慢放水过程中,若车胎不漏气,胎内气体温度不变,不计分子间势能,则胎内气体( ) A.从外界吸热B.对外界做负功 C.分子平均动能减小D.内能增加 [答案] A [解析] 该题考查了热力学定律,由于车胎内温度保持不变,故分子的平均动能不变,内能不变,放水过程中体积增大对外做功,由热力学第一定律可知,胎内气体吸热.A选项正确. 4.如图所示,两相同的容器装同体积的水和水银,A、B两球完全 相同,分别浸没在水和水银的同一深度,A、B两球用同一种特殊的材料 制成,当温度稍升高时,球的体积会明显变大.如果开始时水和水银的 温度相同,且两液体同时缓慢地升高同一值,两球膨胀后,体积相等, 则( ) A.A球吸收的热量较多 B.B球吸收的热量较多

第二章 热力学第一定律

第二章热力学第一定律 思考题 1设有一电炉丝浸于水中,接上电源,通过电流一段时间。如果按下列几种情况作为系统,试问ΔU,Q,W为正为负还是为零? (1)以电炉丝为系统; (2)以电炉丝和水为系统; (3)以电炉丝、水、电源及其它一切有影响的部分为系统。 2设有一装置如图所示,(1)将隔板抽去以后,以空气为系统时,ΔU,Q,W为正为负还是为零?(2)如右方小室亦有空气,不过压力较左方小,将隔板抽去以后,以所有空气为系统时,ΔU,Q,W为正为负还是为零? 作业题 1 (1)如果一系统从环境接受了160J的功,内能增加了200J,试问系统将吸收或是放出多少热?(2)一系统在膨胀过程中,对环境做了10 540J的功,同时吸收了27 110J的热,试问系统的内能变化为若干? [答案:(1) 吸收40J;(2) 16 570J] 2在一礼堂中有950人在开会,每个人平均每小时向周围散发出4.2xl05J的热量,如果以礼堂中的空气和椅子等为系统,则在开会时的开始20分钟内系统内能增加了多少?如果以礼堂中的空气、人和其它所有的东西为系统,则其ΔU=? [答案:1.3×l08J;0] 3一蓄电池其端电压为12V,在输出电流为10A下工作2小时,这时蓄电池的内能减少了1 265 000J,试求算此过程中蓄电池将吸收还是放出多少热? [答案:放热401000J] 4 体积为4.10dm3的理想气体作定温膨胀,其压力从106Pa降低到105Pa,计算此过程所能作出的最大功为若干? [答案:9441J] 5 在25℃下,将50gN2作定温可逆压缩,从105Pa压级到2×106Pa,试计算此过程的功。如果被压缩了的气体反抗恒定外压105Pa作定温膨胀到原来的状态,问此膨胀过程的功又为若干? [答案:–1.33×104J;4.20×103J] 6 计算1mol理想气体在下列四个过程中所作的体积功。已知始态体积为25dm3终态体积为100dm3;始态及终态温度均为100℃。 (1)向真空膨胀; (2)在外压恒定为气体终态的压力下膨胀; (3)先在外压恒定为体积等于50dm3时气体的平衡压力下膨胀,当膨胀到50dm3(此时温度仍为100℃)以后,再在外压等于100 dm3时气体的平衡压力下膨胀; (4)定温可逆膨胀。 试比较这四个过程的功。比较的结果说明了什么问题? [答案:0;2326J;310l J;4299J] 习题10试证明对遵守范德华方程的1mol实际气体来说,其定温可逆膨胀所作的功可用下式求算。

第四讲热学部分..(可编辑修改word版)

8kT m v 2 l l 一. 基础知识 第四讲 热 学 部 分 1. 分子运动论的基本内容 2. 物态的微观解释 3. 理想气体的压强 设任意分子 a 的速度为 v ,在 x 、y 、z 三个方向的分量为 v x 、v y 、v z ,所以分子 a 在单位时间里与左右壁碰撞的冲量为: v mv 2 I = f ? ?t = 2mv ? x = x 2l 1 l 1 mv 2 mv 2 m N F = I + I + = 1x + 2x + = ∑v 2 1 2 1 1 1 ix i =1 F m N mN v 2 + v 2 + v 2 + v 2 mN P = = ∑v 2 = ? 1x 2 x 3x Nx = ? v 2 = nmv 2 l 2l 3 l 1l 2l 3 ix i =1 l 1l 2l 3 N l 1l 2l 3 v 2 + v 2 + v 2 = v 2 ∴ v 2 = 1 v 2 x y z x 3 ∴ P = 2 n ? 1 mv 2 = 2 ne A 3 2 3 k 4. 分子平均动能: PV = RT ? e = 3P = 3RT = 3RT = 3RT = 3 kT (k =R/N A ,为玻尔兹曼常数) k 2n 2nV 2N 2N A 2 5. 阿伏伽德罗定律: P = nkT (n 为单位体积的分子数) ① 分子的平均速率: v = = ② 分子的方均根速率: = (μ为 mol 质量,可分子平均自由程推导) = 二. 物体的内能 1. 自由度:即确定一个物体的位置所需要的独立坐标参数,如自由运动的质点 需要三个独立坐标来描述其运动,故它有三个自由度。 2. 例:He 三个平动自由度 H 2 三个平动自由度,二个转动自由度 CO 2 三个平动自由度,二个转动自由度,一个振动自由度。 3. 理想气体的内能: E = N i kT = m 2 M ? i RT (i =3 或 i =5) 2 4. 物体的势能 8RT 3kT m 3RT 1 x l A x x

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