第八章 热力学第一定律54

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热力学第一定律

热力学第一定律

热力学第一定律热力学第一定律是热力学的基本定律之一,也被称为能量守恒定律。

它描述了能量在物质系统中的转化和守恒原理。

这个定律在自然界中无处不在,对于我们理解能量的流动和转换过程至关重要。

热力学第一定律表明,能量在一个封闭系统中不会被创造或消失,只会从一种形式转换为另一种形式。

具体来说,在一个物质系统中,能量可以以两种方式进行转化:热传递和功。

热传递是指能量通过温度差的热传导方式从一个物体传递到另一个物体。

而功则是指由于力的作用而引起的能量转移。

根据热力学第一定律,一个封闭系统的能量变化可以通过以下公式表示:ΔU = Q - W其中,ΔU代表系统内能的变化,Q代表系统吸收的热量,W 代表系统对外界做功。

这个公式说明了系统内能的变化与吸收的热量和对外界做的功之间的关系。

根据热力学第一定律的定义和公式,我们可以推导出许多实际问题的解。

例如,考虑一个活塞和气体组成的系统,如果活塞执行循环运动,从体积减小到体积增加,我们可以利用热力学第一定律来计算系统的功和热量的变化。

此外,热力学第一定律的应用也涉及到热力学循环和热机的分析。

热力学循环描述了一系列的热力学过程,而热机则是利用热力学循环将热能转化为功的设备。

根据热力学第一定律,我们可以对热机的效率进行计算和评估。

需要注意的是,热力学第一定律只是能量守恒定律的一个特例。

在相对论物理中,质量与能量的等价关系也需要被考虑进入能量守恒的框架中。

同时,热力学第一定律只描述了能量转化的规律,对于能量的质量及其它属性没有提供详细信息。

总结起来,热力学第一定律是热力学研究的基础,它描述了能量的转化和守恒原理,对于我们理解能量在物质系统中的流动和转化过程至关重要。

通过应用热力学第一定律,我们可以推导出许多实际问题的解,并评估热机的效率。

然而,需要注意热力学第一定律只是能量守恒定律的特例,相对论物理和其他领域也需要考虑其他因素的影响。

热力学第一定律

热力学第一定律

热力学第一定律【教学目标】1.认识物质的运动形式有多种,对应不同运动形式的运动有不同形式的能,各种形式的能在一定条件下可以相互转化。

2.进一步掌握能的转化规律。

3.运用公式△U=W+Q分析有关问题并具体进行计算。

【教学重难点】热力第一定律。

【教学过程】一、复习导入物体做什么样的运动具有机械能?机械能转化有什么规律?(由机械能的转化扩大到能量的转化)二、新课教学【投影】1.一个物体,它既没有吸收热量也没有放出热量,那么:①如果外界做的功为W,则它的内能如何变化?变化了多少?②如果物体对外界做的功为W,则它的内能如何变化?变化了多少?2.一个物体,如果外界既没有对物体做功,物体也没有对外界做功,那么:①如果物体吸收热量Q,它的内能如何变化?变化了多少?②如果放出热量Q,它的内能如何变化?变化了多少?【学生解答思考题】教师总结:一个物体,如果它既没有吸收热量也没有放出热量,那么,外界对它做多少功,它的内能就增加多少;物体对外界做多少功,它的内能就减少多少。

如果外界既没有对物体做功,物体也没有对外界做功,那么物体吸收了多少热量,它的内能就增加多少,物体放出了多少热量,它的内能就减少多少。

【问】如果物体在跟外界同时发生做功和热传递的过程中,内能的变化与热量Q 及做的功W之间又有什么关系呢?【板书】ΔU=W+Q【介绍】该式表示的是功、热量跟内能改变之间的定量关系,在物理学中叫做热力学第一定律。

【投影】定律中各量的正、负号及含义物理量符号意义符号意义W+外界对物体做功-物体对外界做功Q+物体吸收热量-物体放出热量ΔU+内能增加-内能减少【投影】例题一定质量的气体,在被压缩的过程中外界对气体做功300J,但这一过程中气体的内能减少了300J,问气体在此过程中是吸热还是放热?吸收(或放出)多少热量?解:由题意知W=300J ΔU=-300J,根据热力学第一定律可得:Q=ΔU-W=-300J-300J=-600J Q为负值表示气体放热,因此气体放出600J的热量。

第8-热力学第一定律

第8-热力学第一定律
内能: 内能:系统内分子热运动的动能和分子之间的相互 作用势能之总和。 作用势能之总和。
E = E(V,T)
理想气体内能: 理想气体内能: 理想气体的内能只与分子热运动 的动能有关, 的动能有关,是温度的单值函 数。
E = E(T)
改变系统内能的两种不同方法:
钻木取火 —— 通过做 功的方式将机械能转换 为物体的内能。
m Q = CV ,m (T2 −T ) V 1 M mi ∆E = R(T2 −T ) 1 M2
内能增量: 内能增量:
等体过程系统作功:
W =0
2
等压过程
p
Q
等压过程: 等压过程:气体在状态变 化过程中压强保持不变。 化过程中压强保持不变。
p = 恒量 , dp = 0
等压过程的热力学第一定律: p po
po m Q =W = RT ln M p
po Q → = ln nRT p
500 − 2×8.31 273 ×
p = poe
Q − nRT
=1×e
= 0.90atm
PVo 1×44.8×10−3 −2 3 o V= = = 5×10 m P 0.90
不变, 各为多少? (3)p不变,热量变为什么?氢的 ,V各为多少? ) 不变 热量变为什么?氢的T 各为多少 Q = W+ ∆E,热量转变为功和内能 ,热量转变为功和内能
V1
V2
M
m PV2 = RT2 M
m W = R(T2 −T ) 1 M
等压过程系统的吸热: 等压过程系统的吸热:
m Qp = Cp,m (T2 −T ) 1 M
等压过程系统内能的增量: 等压过程系统内能的增量:
mi ∆E = R(T2 −T ) 1 M2

能量守恒定律 热力学第一定律

能量守恒定律 热力学第一定律

能量守恒定律热力学第一定律
能量守恒定律是热力学中的基本定律之一,也称为热力学第一定律。

它表明,在任何系统中,能量既不能被创造,也不能被毁灭,只能在不同形式之间转化。

换句话说,系统中的能量总量保持不变,即能量守恒。

这个定律适用于所有物理系统,包括热力学系统。

在热力学系统中,能量可以以多种形式存在,如热能、动能、势能、化学能等。

热力学第一定律表明,系统中的能量总量等于输入和输出的能量之和,即能量守恒。

因此,热力学第一定律可以用来描述热能的转移和转化。

例如,在一个封闭的容器中,当热源向其中输入热量时,其内部的能量总量增加,而当它向外界释放热量时,其内部的能量总量减少。

这个过程中,能量的总量始终保持不变。

总之,能量守恒定律是热力学中最基本的定律之一,它揭示了能量在物理系统中的本质和特性,具有重要的理论和实际意义。

- 1 -。

热力学第一定律 课件

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的增加。
(3)若过程的始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。
4.判断是否做功的方法
一般情况下外界对物体做功与否,需看物体的体积是否变化。
(1)若物体体积增大,表明物体对外界做功,W<0;
(2)若物体体积变小,表明外界对物体做功,W>0。
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.意义
(1)能量守恒定律告诉我们,各种形式的能量可以相互转化。
(2)各种互不相关的物理现象——力学的、热学的、电学的、磁学的、
光学的、化学的、生物学的等可以用能量守恒定律联系在一起。
三、永动机不可能制成
1.第一类永动机:人们设想中的不需要任何动力或燃料,却能不断地对
提示前者能制成而后者不能制成。这是因为可以用太阳能、电能等
能源代替石油能源制造出太阳能汽车、电动汽车等,但是不消耗任何能量
的汽车不可能制成,因为它违背能量守恒定律。
2.热力学第一定律与能量守恒定律是什么关系?
提示能量守恒定律是各种形式的能相互转化或转移的过程,总能量保
持不变,它包括各个领域,其范围广泛。热力学第一定律是物体内能与其他
(2)突破了人们关于物质运动的认识范围,从本质上表明了各种运动形
式之间相互转化的可能性。能量守恒定律比机械能守恒定律更普遍,它是物
理学中解决问题的重要思维方法。能量守恒定律与细胞学说、生物进化论
并称 19 世纪自然科学中三大发现,其重要意义由此可见。
(3)具有重大实践意义,即彻底粉碎了永动机的幻想。
外做功的机器。
2.第一类永动机不可制成的原因:违背了能量守恒定律。

第8章+热力学第一定律

第8章+热力学第一定律

热量
的基本概念
学习热力学的意义
1.掌握自然界的基本规律 热力学第一定律:能量守恒 热力学第二定律:自然过程的方向 2.学习唯象的研究方法 以实验为基础的逻辑推理的研究方法 3.熵(S)的概念与“信息技术”密切相关 4.热能是重要的能源,也是维持生命的主要来 源。
本章目录
§ 8.1 功、热量、热力学第一定律 § 8.2 准静态过程的功 § 8.3 热容 § 8.4 绝热过程 § 8.5 循环过程 § 8.6 卡诺循环 § 8.7 致冷循环
热力学系统从一个状态变化到另一个状态 , 称为热力学过程(简称“过程”)。 过程进行的任一时刻系统的状态并非平衡 态。 一系列非 始平衡态 末平衡态 平衡态 热力学中,为能利用平衡态的性质,引入 准静态过程的概念。
准静态过程: 系统的每一状态都无限接近于 平衡态的过程。即准静态过程是由一系列平衡 态组成的过程。 准静态过程是一个理想化的过程,是实际 过程的近似。
⎧5 = 1.67 (单 ) ⎪ 3 i R+ R i + 2 ⎪ 7 ⎪ 2 = ⎨ = 1.40 (双 ) = = 5 i i ⎪ R ⎪8 2 ⎪ 6 = 1.33 (多) ⎩
γ=
C p, m CV, m
热容量是可以实验测量的,γ 的理论值 可以与γ 的实验值比较 (见书P112 表3.1)。
准静态过程可以用过程曲线来表示:
p ( p1 ,V1) (p ,V ) O (p2 ,V2) V 一个点代表一个平衡态 过程曲线
改变系统状态的方法:1.作功 2.传热
热力学过程----作功 焦耳实验 温度上升 绝 热 壁 搅拌器
T1
T2
外界对系统作功使系统状态改变,根据能量 守恒定律,所作的功将以某种能量形式储存在 系统内,称这一能量为系统的内能。

热力学第一定律 课件


1.不同形式的能量之间可以相互转化. (1)各种运动形式都有对应的能,如机械运动对应机 械能,分子热运动对应内能等. (2)不同形式的能量之间可以相互转化,如“摩擦生 热”机械能转化为内能,“电炉取热”电能转化为内能 等.
2.能量守恒定律及意义. 各种不同形式的能之间相互转化时保持总量不变. 意义:一切物理过程都适用,比机械能守恒定律更 普遍,是 19 世纪自然科学的三大发现之一.
2.判断是否做功的方法. 一般情况下外界对系统做功与否,需看系统的体积 是否变化. (1)若系统体积增大,表明系统对外界做功,W<0; (2)若系统体积变小,表明外界对系统做功,W>0.
【典例 2】 一定量的理想气体在某一过程中,从外 界吸收热量 2.5×104 J,气体对外界做功 1.0×104 J,则 该理想气体的( )
1.对热力学第一定律的理解. (1)对ΔU=W+Q 的理解:做功和热传递都可以改变 内能,如果系统跟外界同时发生做功和热传递的过程, 那么外界对系统所做的功 W 加上物体从外界吸收的热量 Q 等于系统内能的增加ΔU,即ΔU=Q+W.
(2)对ΔU、Q、W 符号的规定. ①功 W:外界对系统做功,W>0,即 W 为正值; 系统对外界做功,W<0,即 W 为负值. ②热量 Q:系统吸热为正:Q>0; 系统放热为负:Q<0. ③内能变化:系统内能增加,ΔU>0,即ΔU 为正值; 系统内能减少,ΔU<0,即ΔU 为负值.
解析:根据太阳能的工作原理可知,太阳能热水器把 太阳能转化为内能,所以 A 正确;风力发电是通过电磁 感应将风能转化为电能,所以 B 正确;电风扇是将电能 转化为机械能,所以 C 正确;蜡烛燃烧是将化学能转化 为内能,所以 D 错误.本题选择错误的,故选 D.

热力学第一定律精选全文完整版

可编辑修改精选全文完整版热力学第一定律科技名词定义中文名称:热力学第一定律英文名称:first law of thermodynamics其他名称:能量守恒和转换定律定义:热力系内物质的能量可以传递,其形式可以转换,在转换和传递过程中各种形式能源的总量保持不变。

概述热力学第一定律热力学第一定律:△U=Q+W。

系统在过程中能量的变化关系英文翻译:the first law of thermodynamics简单解释在热力学中,系统发生变化时,设与环境之间交换的热为Q(吸热为正,放热为负),与环境交换的功为W(对外做功为负,外界对物体做功为正),可得热力学能(亦称内能)的变化为ΔU = Q+ W或ΔU=Q-W物理中普遍使用第一种,而化学中通常是说系统对外做功,故会用后一种。

定义自然界一切物体都具有能量,能量有各种不同形式,它能从一种形式转化为另一种形式,从一个物体传递给另一个物体,在转化和传递过程中能量的总和不变。

英文翻译:The first explicit statement of the first law of thermodynamics, byRudolf Clausiusin 1850, referred to cyclic thermodynamic processes "In all cases in which work is produced by the agency of heat, a quantity of heat is consumed which is proportional to the work done; and conversely,by the expenditure of an equal quantity of work an equal quantity of heat is produced."基本内容能量是永恒的,不会被制造出来,也不会被消灭。

高中物理:第八章热力学定律

第八章热力学定律本章学习提要1.理解热力学第一定律,知道热力学第一定律反映了系统内能的变化和系统通过做功及传热过程与外界交换的能量之间的关系。

初步会用热力学第一定律分析理想气体的一些过程,以及生活和生产中的实际问题。

2.知道热力学第二定律的表述。

知道熵是描写系统无序程度的物理量。

热力学的两个基本定律都是通过对自然界和生活、生产实际的观察、思考、分析、实验而得到的,这也是我们学习这两条基本定律应采取的方法。

人类的进步是与对蕴藏在物质内部能量的认识和利用密切相关的。

热力学定律为更好地设计和制造热机、更好地开发和利用能源指明了方向。

随着生产和科学实践的发展,人们逐步领悟到有效利用能源的意义,懂得遵循科学规律的重要性,从而更自觉地抵制违背科学规律的行为。

此外,以热力学定律为基础的现代热力学理论还广泛应用于物质结、凝聚态物理、低温物理、化学反应、生命现象、宇宙和恒星演化等领域,取得了巨大成就。

A 热力学第一定律一、学习要求理解热力学第一定律。

初步会用热力学第一定律分析理想气体的一些过程,以及生活和生产中的实际问题。

关注热力学第一定律的建立过程,明白热力学第一定律是包括内能的能的转化和能量守恒定律,是通过对自然界和生活、生产实际的观察、思考、分析、实验而得到的自然界中的最基本、最普遍的定律之一,通过对热力学第一定律的学习,体会该定律在科学史上的重要地位,感受该定律对技术进步和社会发展的巨大作用。

二、要点辨析1.热力学第一定律的含义和表式热力学第一定律是包括内能的能的转化和能量守恒定律。

物质的内能是一种与物质内的大量构成粒子无序热运动有关的能量形式,物质系统(如汽缸中一定质量的气体)内能的变化是它与外界交换能量的结果,而这种能量的交换则可通过做功和热传递两种方式实现,热力学第一定律反映了系统内能的变化(ΔU)与它和外界交换的功(W)和热量(Q)之间的定量的关系:ΔU=Q+W。

2.应用热力学第一定律解题时,要注意各物理量正、负号的含义当热力学第一定律表示为ΔU =Q +W 时,ΔU 为正值,表示系统内能增加;负值表示系统内能减小。

热力学第一定律 课件

• 在气泡缓慢上升的过程中,气泡外部的压强逐渐减小,气 泡膨胀,对外做功,故气泡中空气分子的内能减小,温度 降低.但由于外部恒温,且气泡缓慢上升,故可以认为上 升过程中气泡内空气的温度始终等于外界温度,内能不变, 故须从外界吸收热量,且吸收的热量等于对外界所做的 功.答案为B.
• 【答案】 B
【方法总结】
• 【答案】 C
• 【方法总结】 • 应用热力学第一定律解题的一般步骤: • (1)根据符号法则写出各已知量(W、Q、ΔU)的正、负; • (2)根据方程ΔU=W+Q求出未知量; • (3)再根据未知量结果的正、负来确定吸热、放热情况或做
功情况或内能增减情况.

热力学第一定律与气体的综合应用

一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起,(若
在理想气体状态发生变化时,应用热力学第一定律的关
键是:
(1)理想气体的内能完全由温度来决定.
(2)注意应用理想气体状ຫໍສະໝຸດ 方程p1V1 T1=
p2V2 T2
分析状态参量
的变化.
(3)理想气体状态变化时,体积变大,气体对外做功
W<0;体积变小,外界对气体做功W>0(自由膨胀例外).且
在p-V图中,p-V图线下方的“面积”表示功的多少.如图
不计气泡内空气分子势能的变化)则( )
• A.气泡对外做功,内能不变,同时放热
• B.气泡对外做功,内能不变,同时吸热
• C.气泡内能减少,同时放热
• D.气泡内能不变,不吸热也不放热
• 【解析】 气泡上升过程中,由于压强减小,体积增大, 故对外做功,缓慢上升指有时间发生热传递,可认为温度 是不变的.
• A.A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量 • B.B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量 • C.A和B中水银体积保持不变,故内能增量相同 • D.A和B中水银温度始终相同,故内能增量相同
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对理想气体工质:
等温过程
V2 1→2: Q1 A1 RT1 ln 等温 V1 V3 过程 3→4: | Q2 || A2 | RT2 ln V4
V3 T2 ln | Q2 | V4 c 1 1 V2 Q1 T1 ln V1
1 2
绝热 2→3: T1V
过程 4→1: T1V
(Cyclical process)
循环过程:系统经历一系列的变化过程又回到 初始状态的过程。 特征:经历一个循环过程后,内能不变。 Q1=Q
一般从高温热库吸热Q1,对 外做净功A,向低温热库 放热Q2(只是表示数值) 工质
A
32
Q2
热学
abc为膨胀过程:Aa
cda为压缩过程:-Ab
净功:
A净 Aa Ab
解:
paVa pcVc Ta Tc
0
3 V(l)
E 0
Q E A 405.2 J
§8.3 热容
dQ C dT

(Heat
capacity)
单位:J/(mol·K) 单位:J/(kg·K)
摩尔热容 Cm , 比热容 c ,
C与过程有关
定压热容 : 定容热容 :
例:1 mol理想气体从p-V图上初态a分别经历如 图所示的(1) 或(2)过程到达末态b.已知Ta <Tb ,则这两过程中气体吸收的热量Q1和Q2的关系 是
(A)Q1> Q2>0.
(B)Q2> Q1>0.
p (1) b O (2) V
(C)Q2< Q1<0.
(D)Q1< Q2<0. (E)Q1= Q2>0.
过程无限缓慢 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。
u
4
热学
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。
等温过程
P

例:如图所示,一定量理想气体从体积V1,膨胀到体积 V2分别经历的过程是:A→B等压过程,A→C等温过程; A→D绝热过程,其中吸热量最多的过程 (A) 是A→B. (C)是A→D. (B)是A→C.
(D)既是A→B也是A→C, 两过程吸热一样多。
p A B C D V O

A

§8.5 循环过程
§8.4 绝热过程
(Adiabatic process )

理想气体准静态绝热过程
dQ dE dA CV ,m dT PdV 0
PV RT
PdV VdP RdT
dP dV 0 P V
PV const .

泊松公式
TV
27
1
const .

等容过程
等压过程
循环过程
V o 5
热学
§8.1 功、热量、热பைடு நூலகம்学第一定律
(Work、Heat、 Internal energy)

做功可以改变系统的状态
摩擦升温(机械功)、电加热(电功)等
摩擦功: 电功:
dA f r dl
dA IUdt Udq
6
热学
P
p
S
0
1 2 W
dl
准静态过程气体 对外界做功: 总功:
结论:在任何一个循环过程中,系统所作的净功 在数值上等于p-V图上循环曲线所包围的面积。
循环过程的分类:
正循环:在p-V图上循环过程按顺时针进行
逆循环:在p-V图上循环过程按逆时针进行
热机:工作物质作正循环的机器
致冷机:工作物质作逆循环的机器
循环过程的热力学第一定律: 热机效率:
(efficiency)
a

A

例:一定量的理想气体,由状态a经b到达c(图中 abc为一直线),求此过程中:
(1)气体对外作的功;
(2)气体内能的增量;
( 3)气体吸收的热量。
3
p(atm) a b c 1 2
1 2 A (1 3) 2 1 5 3 1.013 10 2 10 405.2 J
(C) –400 J.
(D) 700 J.
p (×105 Pa) a c 1 e O 1 b 4 V (×103 m3) d
4
[ B ]
§8.6 卡诺循环 (Carnot cycle)
卡诺(Carnot ,法国人,1796 1832)
在19世纪上半叶,人们从理论上 研究如何提高热机效率。1824年,法 国青年工程师卡诺,提出了一种理想 热机。这种热机的工质只与两个恒温 热源交换能量,并且不存在散热、漏 气和摩擦等因素,称为卡诺机,其循 环称为卡诺循环。
现 代 火 力 发 电 厂 结 构 示 意 图
第八章 热力学第一定律
(The first law of thermodynamics)
第八章 热力学第一定律
§ 8.1 功、热量、热力学第一定律 § 8.2 准静态过程 § 8.3 热容 § 8.4 绝热过程 § 8.5 循环过程 § 8.6 卡诺循环 § 8.7 致冷循环
P T const .
1
热学
p
1 等温 绝热
绝热线比等温线陡,因为: p = nkT
等温膨胀(E不变)
2
V n p p2 > p2 p
O
V2
绝热膨胀 2′ V n
V
ET
V2
绝热功 A

p dV

V1
V1
1 p1V1 [ p1V1 p2V2 ] dV 1 V
CV , m i R 2
i dE RdT CV ,m dT 2
2i i
CP ,m
2i R 2
用γ值和实验比较,常温下符合很好,多原子分子气体则较 差。见教材p112 表3.1; CP,m/R
4.5
氢气
3.5
2.5
50
270
5000
T(K)
经典理论有缺陷,需量子理论
等体过程
积分与过程有关
做功、热传递---系统状态改变 ---内能改变,即内能是状态量
i E RT 2
内能的变化:
E12 1 dE E2 E1
2
理想气体 :
只与初、末态有关, 与过程无关。
热力学第一定律
(The first law of thermodynamics)

某一过程,系统从外界吸热 Q,对外界做功 A, 系统内能从 E1变为 E2,则由能量守恒:
卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组 成 。其工质是理想气体。
39
热学
高温热库T1 Q1 工质 |Q2|
p
1 Q1 2 等温线 T1 绝热线 4 A |Q2| 3 T2 V1 V4 V2 V3 V
A
低温热库T2
热机循环示意图
0
1—2:使气缸和温度为T1的高温热库接触,气体做等温膨胀, 体积由V1变化到V2 2—3:将气缸从高温热库移开,气体做绝热膨胀,体积由V2 变化到V3,温度变降为T2 3—4:使气缸和温度为T2的低温热库接触,等温压缩气体, 体积由V3变化到V4 4—1:将气缸从低温热库移开,绝热压缩气体,状态恢复 到起始状态1
§8.2 准静态过程
系统状态的变化就是过程
(Quasi-static process)
过程进行的任一时刻系统的状态并非平衡态。
始平衡态
←快
一系列非 平衡态
末平衡态
←缓慢
3
非平衡态
热学
接近平衡态
准静态过程: 状态变化过程进行得非常缓慢,以至于过
程中的每一个中间状态都近似于平衡态。
举例1:外界对系统做功
Q ( E2 E1 ) A
Q表示系统吸收的热量,A表示系统对外所作的功, E表示系统内能的增量。 假如系统状态经历一个微小变化,则:
dQ = dE+ dA
11
热学
符号规定:
1、系统吸收热量Q为正,系统放热Q为负。
2、系统对外作功A为正,外界对系统作功A为负。
3、系统内能增加E为正,系统内能减少E为负。
Q1 Q2 A
A Q2 1 Q1 Q1
在一次循环过程中,工作物质对外作的净功与它从高温热源吸收的热量之比
实例:火力发电厂的热力循环
汽轮机
锅炉
A1 电力输出
Q1
冷凝器 水泵 A2
Q2
传送带 锅炉
空气
烟筒
碾磨机
喷射给水器
除尘器 涡轮 水泵 发电机 水管 冷凝塔
现 代 火 力 发 电 厂 结 构 示 意 图
CV ,m
i R 2
2
定压过程
(dQ) dE PdV P
C P,m 1 dE P dV dT dT P
所以
C P ,m
i R R 2
CP ,m CV ,m R
比热容比 γ
迈耶公式

cp cv

C P ,m CV ,m
R 1 CV ,m
②功与热量:
根据热力学第一定律,有
即在等温过程中,理想气体吸收的热量全部用来对外做功。 当系统内理想气体从初态( p1 ,v1 ,T )等温变化到末态 ( p2,v 2 ,T )时,气体吸热做功为:
等压过程 1.过程特征:系统内气体压强保持不变,即dp =0,p = 常量 2.过程方程:V/T =恒量 初态与末态的状态参量关系有 在p-V 图上等压过程曲线为平行横轴(V 轴)的直线段。
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