【正文】 熱 （ D） 兩種過程都放熱 baoVP（ 1） （ 2） 58 ab（ 1） （ 2） oPV解： 111 QEW ???222 QEW ???0??? 絕熱絕熱 EW01 ?W 02 ?W 0?絕熱W因為氣體膨脹， 內(nèi)能 增量 與過程無關(guān)，只與始末兩態(tài)有關(guān)。 求外力作的功 。 即： 和內(nèi)能相比， 內(nèi)能是 等體過程中系統(tǒng)吸的熱量。 證明 : 理想氣體分子 平均動能 的 增量 ()2ki kT?? ? ?2ikT??k??1mol33 PQ C T???對等壓過程 PQTC???2ki kT?? ? ?2 PiQkC??一摩爾剛性分子 1M????理想氣體 22VAACi i RkNN??kAQN????作業(yè)： 34 167。 22 167。 系統(tǒng)從外界吸收的熱量等于系 統(tǒng)內(nèi)能的 增量和系統(tǒng)對外界作功之和。 10 此過程所作的功反映在 PV圖 上，就是曲 線下的面積。 非準(zhǔn)靜態(tài)過程 準(zhǔn)靜態(tài)過程 統(tǒng)一于 “無限緩慢” 矛盾 平衡即不變 過程即變化 8 只有過程進行得無限緩慢，每個中間態(tài)才可 看作是平衡態(tài)。 非自發(fā)過程：有外界幫助，系統(tǒng)的狀態(tài)改變。 功 167。 熱量、熱力學(xué)第一定律 167。 非平衡態(tài) 到平衡態(tài) 平衡態(tài)到 非平衡態(tài) 過程分類： （ 2） 按過程中經(jīng)歷的各個狀態(tài)的性質(zhì)分類 : 5 準(zhǔn)靜態(tài)過程（平衡過程）：初態(tài)、每個中間態(tài)、終態(tài) 都可近似地看成是平衡態(tài)的過程。 如何判斷“無限緩慢”？ 引入 弛豫時間 （ relaxation time） ? ： 平衡破壞 恢復(fù)平衡 ? ?t過程 ? ： 過程就可視為 準(zhǔn)靜態(tài)過程 所以無限緩慢只是個 相對 的概念。 系統(tǒng)對外界作功， A為正。 17 思考 如下的 “靜電永動機” 能否實現(xiàn)？ V ?E= 0 0 p A = Q Q “第一類永動機” 不存在 循環(huán)過程： + + + + ? ? + + + + 絕緣桿 絕緣桿 帶電桿 帶電桿 F F 18 ?*對內(nèi)能的 進一步說明： 熱力學(xué)的研究方法是獨立于統(tǒng)計物理的。 熱容量 （ heat capacity） ?一 . 摩爾熱容（量） VV TQC ）（dd? 定壓熱容量 pp TQC ）（dd?TQCdd? 定體熱容量 （體積不變） （壓強不變） 定義系統(tǒng)溫度升高 1度所吸收的熱量為系統(tǒng)的 熱容量， 即： 23 VV TQC )dd(1m, ?? 定壓 摩爾 熱容量 pp TQC )dd(1m, ?? 定體 摩爾 熱容量 一摩爾物質(zhì)溫度升高 1度所吸收的熱量叫 摩爾熱容量， )dd(1m TQC??? —— 摩爾數(shù) 即： 24 二 . 理想氣體的內(nèi)能 等體過程 0d ?VA( E,T ) O V p T+dT dEV V dET = 0 任意元過程 ( E+dE , T+dT ) 任意元過程： TC V dm， ??TV EEE ddd ??若 CV, m = const.，則 TCE V ??? m， ?VV EQ dd ?TCQ VV dd m， ??TCE VV dd m， ??— 理想氣體內(nèi)能公式 25 三 . 邁耶公式 （ Mayer formula） 對理想氣體， 考慮一個等壓過程： — 邁耶公式 mm，VpCC??（比熱比） 定義 比熱容比 TCQ pp dd m， ??TRpVVpA p d)d(dd ????TCE V dd m， ??pp AEQ ddd ??RCC Vp ?? mm ，（熱一） 26 由氣體分子動理論，對 剛性分子理想氣體： TRiE d2d ??TCE V dd m， ??RiC V 2m ?，?????????????)(68)(57)(35多雙單 iiRiRRiCCVp 222mm ?????，?27 熱容量是可以實驗測量的， ? 的理論值 對雙、多原子分子氣體符合稍差； 對單原子分子氣體 理論值與實驗值 符合 ▲ 在大的溫度范圍上看，熱容與溫度有關(guān)， （見書 P112 表 ） 。 絕熱過程 （ adiabatic process） 0d ?Q絕熱過程： 的過程。 即： 內(nèi)能 E 和焓 H 與系統(tǒng)熱容量的關(guān)系分別為： 理想氣體 因為內(nèi)能只是溫度的函數(shù)， 不存在 這說明它們的內(nèi)能還和體積有關(guān)（即氣體分子間 焦耳 ? 湯姆孫效應(yīng)。 BA F?51 所以，外力作的功應(yīng) 等于 A、 B容器內(nèi)氣體內(nèi)能的總增量。 abEEEE ??????? 絕熱210?絕熱WE ab ???011 ??? QWW 絕熱 放熱 022 ??? QWW 絕熱 吸熱 （ B）對 59 1. 循環(huán)過程： 物質(zhì)系統(tǒng)經(jīng)歷一系列的變化過程又回到初始狀態(tài)，這樣 周而復(fù)始 的變化過程稱為循環(huán)過程，簡稱為循環(huán)。 熱 機循環(huán)的循環(huán)箭頭是 順 時鐘的 , （ 正 循環(huán)） 系統(tǒng)對外界所作的 凈功 = 循環(huán) 曲線包圍的 面積 PV0?? 凈A是正循環(huán) ,以保證 ★ 熱機的工作原理 系統(tǒng)所吸收的熱量 ，不能全部用來對外作凈功 ， 必須有一部分傳給冷源 ， 才能進行循環(huán) 。 10 從單一熱源吸取熱量的熱機是不可能的 121TT???30 1TT1η12卡 ?????? 12 0 TT 或除非 不可能 討論 現(xiàn)代熱電廠： C30~C6 0 0~21 ?? TT ，（ 900K） （ 300K） 理論上： ?c ~ 65%， 實際： ? ?40% ， 原因： 非卡諾， 非準(zhǔn)靜態(tài)， 有摩擦。 87 6. 88 7. 89 8． 設(shè)一動力暖氣裝置由一臺卡諾熱機和一臺卡諾致冷機組合而成 ， 熱機靠燃料燃燒時釋放的熱量工作并向暖氣系統(tǒng)中的水放熱 ， 同時熱機帶動致冷機 。 活塞右側(cè)通大氣 ， 大氣壓強 ， 倔強系數(shù) 的一根彈簧的兩端分別固定于活塞和一固定板上 ， 開始時汽缸內(nèi)空氣處于 ， 狀態(tài) ， 今緩慢加熱汽缸 ， 缸內(nèi)氣體緩慢地膨脹到 ， 求在此過程中氣體從外界吸收的熱量 。 開始時 A、 B兩室中各裝入同種類的理想氣體， 它們的溫度 T、體積 V、壓強 P均相同，并與大 氣壓強相平衡。 假定熱機鍋爐的溫度為 ， 天然蓄水池中水的溫度為 ， 暖氣系統(tǒng)的溫度為 ，熱機從鍋爐燃料燃燒時獲熱量為 ，計算暖氣系統(tǒng)所得熱量 。 致冷循環(huán) 79 （ 3） 3→2 ， 絕熱壓縮 過 程，溫度上升到 高 溫?zé)嵩? 023 ??Q1T 1 1 1 P V T（ ）2 2 1 P V T（ ）3 3 2P V T（ ）4 4 2P V T（ ）PV