dwxaaa熱力學(xué)第一定律-文庫吧在線文庫
【正文】 3) 恒外壓過程 ?? ???? 2121VVVV dVP)dVP(We 外外δW =－ P外 (3).內(nèi)能具有能量量綱，具有加和性， 是廣度性質(zhì)狀態(tài)函數(shù)。 2) 隔離系統(tǒng)能量守恒 3)內(nèi)能是系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù) 熱力學(xué)第一定律無法給予數(shù)學(xué)證明， 但由它導(dǎo)出的結(jié)論都毫無例外地與事實相符， 其正確性是不容置疑的。 23 恒容及恒壓過程的熱量 焓 一 恒容過程 (isochoric process)， dV=0 封閉體系熱力學(xué)第一定律的表達式為 體系和環(huán)境之間的熱交換 Q不是狀態(tài)函數(shù)，其值與具體過程有關(guān)。 焓是狀態(tài)函數(shù)，其改變量△ H只取決于體系的初態(tài)和終態(tài)，而與變化過程無關(guān)。 一定量的物質(zhì)，在 不發(fā)生相變或化學(xué)變化、非體積功為零的情況下， 吸收熱 δQ后，其溫度升高 dT， δQ與 dT的比值稱為該物質(zhì)的 熱容 體系由溫度 T1升高 到 T2的過程中所吸收的熱 一 .熱容定義 注意：條件是 不發(fā)生相變或化學(xué)變化 、非體積功＝ 0 ？ ? ?? 21TT dTCQdTQC ??二 . 熱容特性 規(guī)定物質(zhì)的質(zhì)量為 1g，或 1kg，稱為比熱， 單位為 或 如物質(zhì)的量為 1mol 則稱為摩爾熱容，單位為 2． 與過程有關(guān) 熱不是狀態(tài)函數(shù)，與途徑有關(guān)，所以熱容 C 一般也與途徑有關(guān)。 dT＝ n 理想氣體非恒容過程 系統(tǒng)內(nèi)能增量 ΔU不等于 過程的熱效應(yīng) Q 只是恒容時 系統(tǒng)內(nèi)能增量 ΔU 等于 過程的熱效應(yīng) Qv ?? ?????? 2121 TT vv . mTT dTCdTCnΔUQ?? ?????? 2121 TT vTT v . m dTCdTCnU一定量理想氣體 : 0)VH( T ??? 0)PH( T ???對一定量理想氣體 : dP)PH( dT)TH(dH TP ????????dT)TH( P ???? dTC P ??理想氣體焓也僅是溫度的函數(shù)，與體積和壓力無關(guān) = f(T)+ nR （ 2）所查的常數(shù)值只能在指定的溫度范圍內(nèi)使用。 dT＝ n Qp =△ H ， Qv=△ U的意義 ? δW’＝ 0， dV＝ 0時， Qv=△ U ? δW’＝ 0， P1＝ P2 ＝ P環(huán) 時， Qp =△ H ? 一方面可以測定 恒容過程的△ U和恒壓過程的△ H 。 上式只說明，在恒容不做非體積功的條件下， △ U與Qv數(shù)值相等，而不是概念或性質(zhì)上的等同。 Q1+W1＝△ U1 ＝△ U2 = Q2+W2 相同始態(tài)和末態(tài)間的不同過程，系統(tǒng)與環(huán)境交換的總能量相同； 但以 Q或 W的形式交換多少能量，與具體變化途徑有關(guān) △ U ：殊途同歸，值變相等 練習(xí)：下列說法是否正確 ，能量總值不變 ，系統(tǒng)所作的功等于其內(nèi)能的改變量 ? ??? 0三 熱力學(xué)第一定律對理想氣體的應(yīng)用 焦耳在 1843年曾做過的低壓氣體的 自由膨脹 實驗，實驗裝置： 過程完成后溫度沒有變化， dT = 0 溫度沒有變化，△ T = 0 ,說明膨脹過程中， 體系與環(huán)境沒有交換熱量 Q=0， 由第一定律可知，此膨脹過程中△ U=0 氣體向真空膨脹， P外 ＝ 0 ， We＝－ P外 而不同形式的 能量在相互轉(zhuǎn)化時永遠是數(shù)量相當?shù)?。?內(nèi)能是系統(tǒng)內(nèi)部所有能量的總和 ，但不包括系統(tǒng)作為一個整體時的動能和勢能。 ? ④ Q和 W都是過程量，而不是狀態(tài)函數(shù)，因此 Q和 W的微小變化，不能用全微分符號 d表示，只能表示為 δQ 、 δw。 一 熱、功的定義和符號規(guī)定 因 溫度 不同而在體系和環(huán)境之間 傳遞的能量 稱之為 熱 注意： 熱力學(xué)中熱與我們通常說的冷熱的概念完全不同，冷熱指的是物體溫度的高低，而熱力學(xué)中的 熱是一種能量傳遞形式 。 三、過程與途徑 體系從一個平衡態(tài)變化到另一個平衡態(tài) 1．過程： 或體系發(fā)生的任何狀態(tài)變化稱為 過程。 系統(tǒng)的性質(zhì)可分為兩類： 廣度性質(zhì)和強度性質(zhì)。 描述系統(tǒng)狀態(tài)的性質(zhì)叫做 狀態(tài)函數(shù) 。 體系可以是 實際存在的 ，也可以是 想象的 。 熱力學(xué)第一定律 1850年， Joule提出，主要研究熱和其他形式能量相互轉(zhuǎn)化的 守恒關(guān)系 。 熱力學(xué)平衡態(tài) 二 、狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù) 2. 狀態(tài) 描述一個平衡態(tài)系統(tǒng)，必須確定它所有的性質(zhì)，如： T. P. V等。 例如對于一定量氣體，體積 V、溫度 T、 壓
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