热力学基础讲义zhao
热力学基础学习课件PPT电子教案
V1 V2
Sp S l
功 A V2 pdV V2RT dV
V1
V1 V
RT ln V2
V1
RT ln p1
p2
吸收的热量
p
p1
T•1Ⅰ
p2
O V1
T2
•Ⅱ
V2 V
Q A RT ln V2 RT ln p1
V1
p2
在等温膨胀过程中,理想气体吸收的热量全部用来
对外作功,在等温压缩中,外界对气体所的功,都转
Xi’an Jaotong University
CV
lim ( QV T 0 T
) lim ( E V T 0 T
)
(
d d
E T
)
V
定压摩尔热容 Cp
Cp
lim
T 0
E
pV T
(dE ) dT
p
p(dV dT
)p
3. 热量计算 dQ C xdT
Q
T2 T1
Cx
dT
（一般情况下 C x 是温度的函数）
温线陡一些。
O
Xi’an Jaotong University
泊松方程
绝热线
A• 等温线
V
3. 绝热过程中功的计算
A (E2 E1) CV (T2 T1)
A
V2 pdV
V1
V2 V1
p1V1
dV V
1
1
(
p1V1
p2V2 )
A
R 1
(T2
T1
)
Q0
E A
绝热过程中,理想气体不吸收热量,系统减少的内能,等 于其对外作功。
是一种稳定态,而不是平衡态； 高温T1
大学物理第6章热力学基础课件讲义
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外界对系统做的功为 dW, W
作功改变系统热力学状态的微观本质
碰撞 分子规则 运动的能量
分子无规则 运动的能量
功是系统与外界交换能量的量度
热力学第一定律
表明：系统从外界吸收的热量，一部分转化为系统 的内能，另一部分转化为系统对外所做的功。 热力学第一定律是包括热现象在内的能量转换与守 恒定律，适用于任何系统的任何过程。
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要改变一个热力学系统的状态，也即改变 其内能，有两种方法。 1.做功可以改变系统的状态
摩擦升温（机械功）、电加热（电功） 功是过程量 2. 热量传递可以改变系统的内能 热量是过程量 使系统的状态改变,传热和作功是等效的.
作功和传递热量均可作为内能变化的量度
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第6章 热力学基础
§6.1 热力学第一定律 §6.2 理想气体等值过程和绝热过程 §6.3 循环过程 §6.4 热力学第二定律 §6.5 熵 熵增加原理 §6.6 热力学第二定律的统计意义
玻尔兹曼熵
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热力学基础PPT课件
REPORTING
目录
• 热力学基本概念与定律 • 热力学过程与循环 • 热力学第二定律与熵增原理 • 理想气体状态方程及应用 • 热力学在能源利用和环境保护中应用
PART 01
热力学基本概念与定律
REPORTING
热力学系统及其分类
孤立系统
与外界没有物质和能量交换的系统。
一切实际过程都是不可逆过程。
热力学温标及其特点
热力学温标 热力学温标是由热力学第二定律引出的与测温物质无关的理想温标。
热力学温度T与摄氏温度t的关系为：T=t+273.15K。
热力学温标及其特点
01
02
03
04
热力学温标的特点
热力学温标的零点为绝对零度 ，即-273.15℃。
热力学温标与测温物质的性质 无关，因此更为客观和准确。
01
可逆过程
02
系统经过某一过程从状态1变到状态2后，如果能使系统 和环境都完全复原，则这样的过程称为可逆过程。
03
可逆过程是一种理想化的抽象过程，实际上并不存在。
04
不可逆过程
05
系统经过某一过程从状态1变到状态2后，无论采用何种 方法都不能使系统和环境都完全复原，则这样的过程称为 不可逆过程。
06
PART 03
热力学第二定律与熵增原 理
REPORTING
热力学第二定律表述及意义
热力学第二定律的两种表述
01
04
热力学第二定律的意义
克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物 体传到高温物体。
02
05
揭示了自然界中宏观过程的方向性。
开尔文表述：不可能从单一热源取热，使 之完全变为有用功而不产生其他影响。
热力学基础演示课件
QEM mCV(T2T1)
24.06.2020
pB
Q0
A
0等容吸热过程 V
讨 论:
Q>0时，E2－E1>0：等容吸热过
程。外界传给气体的热量全部用 于增加气体的内能；
Q<0时，E2－E1<0：等容放热过
程。气体放出的热量为气体内能 的减少；
P.14/42
8.3.2 等温过程 特征：气体在状态变化过程中温度
3
2
1
V/m3 O
V1 V4 V3
又 T3T290K0 则，
又 VV 4 312 Vpp32V 323 .67. 9 318 03 1m 0 33m3
p4=p1=1.013×105Pa
则，
T4
V4 V3
T3
450K
P.18/42
p/(1.013×105Pa)
3 2 1
V/m3 O
V1 V4 V3
3. 作功与热传递[heat transfer]的区别：
热传递是通过分子间碰撞完成的，即通过微观粒子相互 作用将分子无规则热运动能量自一物体转移到另一物 体；
24.06.2020
P.6/42
作功是通过物体的宏观位移，将物体有规则的 机械能转化为系统分子无规则热运动能量，从
而改变 E ；
热力学基础
p C V C 1787年发现;
T
热力学基础
m MCp(T2
T1)
或
Cp R
p(V2
V1)
p Q0
p
A
B
EM m2i R(T2T1)
O V1
V2 V
等压膨胀过程
AV V 12PdVP(V2V1)M mR(T2T1)
2024版大学化学热力学基础课件
大学化学热力学基础课件contents •热力学基本概念与定律•热力学基本量与计算•热力学过程与循环•热力学在化学中的应用•热力学在物理化学中的应用•热力学在材料科学中的应用目录01热力学基本概念与定律孤立系统与外界既没有物质交换也没有能量交换的系统。
开放系统与外界既有能量交换又有物质交换的系统。
封闭系统与外界有能量交换但没有物质交换的系统。
热力学系统及其分类状态函数与过程函数状态函数描述系统状态的物理量，如内能、焓、熵等。
状态函数的变化只与系统的初、终态有关，与过程无关。
过程函数描述系统变化过程的物理量，如热量、功等。
过程函数的变化与具体的路径有关。
能量守恒定律能量既不能被创造也不能被消灭，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另一个物体。
热力学第一定律表达式ΔU = Q + W，其中ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统与外界交换的热量，W表示外界对系统所做的功。
热力学第二定律的表述不可能从单一热源吸热并全部转化为有用功而不引起其他变化。
熵增原理在孤立系统中，一切不可逆过程必然朝着熵增加的方向进行。
熵是描述系统无序度的物理量，熵增加意味着系统无序度增加。
02热力学基本量与计算温度是表示物体冷热程度的物理量，是热力学中最重要的基本量之一。
温度的概念温标的定义温度的测量温标是用来衡量温度高低的标准，常见的有摄氏温标、华氏温标和开氏温标等。
温度的测量通常使用温度计，其原理是利用物质的热胀冷缩性质或其他物理效应来测量温度。
030201温度与温标压力的概念压力是单位面积上受到的垂直作用力，是描述气体状态的重要物理量。
体积的概念体积是物体所占空间的大小，对于气体而言，体积通常是指气体所充满的容器的容积。
压力与体积的关系在温度不变的情况下，气体的压力与体积成反比关系，即波义耳定律。
压力与体积030201热量的概念热量是物体之间由于温差而传递的能量，是热力学中重要的基本概念之一。
功的概念功是力在力的方向上移动的距离的乘积，是描述系统能量转化或传递的物理量。
大学物理热力学基本概念ppt课件
二者均与热力学第二定律密切相关，揭示了热量传递和转换的方向 性和限度。
卡诺循环及其效率计算
卡诺循环定义
由两个等温过程和两个绝热过程组成的可逆循环，是热力学中最理 想的循环过程。
卡诺循环效率计算
卡诺循环的效率仅与高温热源和低温热源的温度有关，计算公式为 η=1-T2/T1，其中T1和T2分别为高温热源和低温热源的温度。
大学物理热力学基本概念ppt 课件
CONTENTS
• 热力学基本概念与定义 • 热力学第一定律 • 热力学第二定律 • 理想气体状态方程与麦克斯韦
关系式 • 热力学函数与性质 • 非平衡态热力学简介
01
热力学基本概念与定义
热力学系统与环境
热力学系统
所研究的对象，与周围环境有物质、能量 交换的封闭体系。
理想气体等温过程方程
pV=nRT，其中p表示压强， V表示体积，n表示物质的量 ，R表示气体常数，T表示热 力学温度。
理想气体绝热过程分析
绝热过程
系统与外界之间没有热量交换的热力学过程 。
理想气体绝热过程特点
在绝热过程中，理想气体的内能变化完全取决于外 界对系统做的功或系统对外界做的功。
理想气体绝热过程方程
麦克斯韦关系式及其应用
麦克斯韦关系式
描述热力学系统四个状态参量（p、V、T、S）之间 的偏导数关系。
应用领域
用于解决热力学中的复杂问题，如热机效率、制冷系 数等计算。
推导过程
基于热力学基本方程和热力学第二定律，通过数学变 换得到麦克斯韦关系式。
理想气体多方过程分析
多方过程定义
在过程中，气体的压强和体积满 足某种特定关系，如等温过程、 等压过程、等容过程等。
热力学完整ppt课件
01
02
空调制冷技术原理：利 用制冷剂在蒸发器内蒸 发吸收室内热量，再通 过压缩机将制冷剂压缩 成高温高压气体，经冷 凝器散热后变成低温低 压液体，如此循环实现 制冷。
节能措施探讨
03
04
05
采用高效压缩机和换热 器，提高制冷效率。
优化控制系统，实现精 准控温和智能节能。
采用环保制冷剂，减少 对环境的影响。
THANKS
感谢观看
05
化学热力学基础
化学反应热效应计算
反应热的概念及分类
反应热的计算方法及 实例
热化学方程式的书写 及意义
盖斯定律在化学热力学中应用
盖斯定律的内容及意义 盖斯定律在反应热计算中的应用
盖斯定律在相变热计算中的应用
化学反应方向判断依据
化学反应自发进行的方向判据
焓变与熵变对反应方向的影响
自由能变化与反应方向的关系
热力学完整ppt课件
目 录
• 热力学基本概念与定律 • 热量传递与热平衡 • 气体性质与过程分析 • 相变与相平衡原理 • 化学热力学基础 • 热力学在能源工程领域应用
01
热力学基本概念与定律
热力学系统及其分类
孤立系统
与外界既没有物质交换也没有能量交 换的系统。
开系
与外界既有能量交换又有物质交换的 系统。
04
相变与相平衡原理
相变现象及分类
相变现象
物质从一种相转变为另一种相的过程 ，如固、液、气三相之间的转变。
分类
一级相变和二级相变。一级相变涉及 热量的吸收或释放，体积发生变化； 二级相变无热量交换，体积不变。
相平衡条件与克拉珀龙方程
相平衡条件
在一定温度和压力下，各相之间达到动 态平衡，各相的性质和组成不再发生变 化。
热力学讲义
第七章熱力學講義一、熱力學：熱力學緣起於對功及熱的研究，今已擴展至對所有能量及能量轉變的研究。
--- 能量以各種型態存在於自然界，比如功、熱、內能、位能、動能…….。
各型態的能量可以互相轉換，且總能量不變。
--- 本章著重於討論功、熱及功、熱之間的轉換。
--- 研究方法：以巨觀為依據，僅討論物質變化之最初及最終兩狀態，及狀態變化結果。
不討論變化過程之時間及機程。
二、基本定義：（一）物系、外界、界面：應用熱力學處理各種問題時，需將宇宙分成兩部分，其中被考慮的一部份稱為物系（system），其餘部分稱為外界（surroundings），而劃分物系與外界的疆面稱為界面（boundary）。
--- 界面若實際存在的，稱為實界面；虛構的，稱為虛界面。
--- 物系的分類：○1依質量、能量能否於物系與外界之間進出：1. 開放物系（open system）：質量、能量能進出於物系與外界2. 密閉物系（closed system）：能量能進出於物系與外界；但質量不能（最多）3. 隔離物系（isolated system）：質量、能量不能進出於物系與外界○2. 依物系的相數區分：物系內每一部份的物理性質與化學成分相同者稱為一相，相數是物系內相的數目。
1. 均勻物系：相數為1，包含：1.氣相（混合氣體）2.液相（互溶液體）。
2. 非均勻物系：物系含二相以上者，相數為2以上。
自然界多為非均勻物系。
（二）狀態函數、路徑函數：○1. 狀態函數：熱力學上，可描述物系內物質狀態、性質的物理量，稱為狀態性質；數學上，稱為狀態函數，如溫度、壓力、體積、內能…….，與物質變化時所經歷的路徑無關。
--- 依與物系內物質「質量」有、無關係，區分為：1.示量性質（外延、外在性質）：與物質質量多寡有關之性質，如質量、體積、內能。
其性質具加成性。
2.示強性質（內含、內在性質）：與物質質量多寡無關之性質，如溫度、壓力、比熱、莫耳體積、密度、濃度。