[理學(xué)]第十三章熱力學(xué)基礎(chǔ)(編輯修改稿)
2025-01-04 01:15 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 等容過程： 11 EQ ??01 ?W等溫過程： 22 WQ ?02 ??EJ12 48)(25m o l??? ab TTRMMcbb PPRTMM lnm o l?J823?V P(atm) V1 1 3 a b V3 c V4 d 氣體分子動理論 等壓過程： )(3 cdc VVPW ??J1 3 1 0333 ???? EWQ ΔJ4 4 9321 ???? WWWWJ 7 6 1321 ???? J 3 1 2???? WQEJ936)(25m o l3 ???? cd TTRMMEΔJ374??)(m o lcd TTRMM ??V P(atm) V1 1 3 a b V3 c V4 d 氣體分子動理論 例 2 如圖 ， 器壁與活塞均絕熱的容器中間被一隔板等分為兩部分 。 其中左邊儲有 1 mol 處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的氦氣（ 可視為理想氣體 ） ， 另一邊為真空 。 現(xiàn)先把隔板拉開 ， 待氣體平衡后 ， 再緩慢向左推動活塞 ， 把氣體壓縮到原來的體積 。 求氦氣的溫度改變多少 ？ 000 TVP真空 設(shè)氦氣開始狀態(tài)為 ? ?K273, 000 ?TVP解： （ 1）先向真空作絕熱自由膨脹（非靜態(tài)過程） 0,0,0,0 ???? TEQW ??01 TT ?201PP ?所以 01 2 VV ?氣體分子動理論 （ 2）再作絕熱壓縮 202111 , TVPTVP ?由絕熱方程 111210 TVTV ?? ? γγ得 01012 )( TVVT ?? γ 0314 T?03102 14 TTTT ????????????? K16027314 31????????????012 T?? γ氣體分子動理論 例 3 一定量的理想氣體，由狀態(tài) a 經(jīng) b 到達 c 。（圖中 a b c 為一直線），求此過程中： （ 1）氣體對外做的功； （ 2）氣體內(nèi)能的增量； （ 3）氣體吸收的熱量。 P(atm) V(l) 0 3 2 1 3 2 1 c b a 解： 過程曲線下的面積?W 0 5m 102Pa 100 1 335?????? ?ccaa VPVP ?? caTT ?? 0??EWEQ ??? ?氣體分子動理論 [ 上講主要內(nèi)容回顧 ] 熱容量 熱力學(xué)第一定律 熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用 WEQ ???TQCdd?氣體分子動理論 0d ?V0d ?P0d ?T0d ?QCTP ?CTV ?CPV ?1CPV ??21 CTV ???31 CTP ??? ??過程特點 過程方程過程等容等壓等溫絕熱內(nèi)能增量TCME V ??? ?TCME V ??? ?TCME V ??? ?00VP?12lnVVRTM?21lnPPRTM?TM V ???W功12ln VVRTM?21ln PPRTM?0TCM V ??TCM P ??Q熱量氣體分子動理論 [ 本講主要內(nèi)容 ] 循環(huán)過程和卡諾循環(huán) [ 重點 ] 熱機效率 * 熱機效率的計算 氣體分子動理論 例 1 一定量的理想氣體，由狀態(tài) a 經(jīng) b 到達 c 。（圖中 a b c 為一直線），求此過程中： （ 1）氣體對外做的功； （ 2）氣體內(nèi)能的增量； （ 3）氣體吸收的熱量。 P(atm) V(l) 0 3 2 1 3 2 1 c b a 解： 過程曲線下的面積?W 0 5m 102Pa 100 1 335?????? ?ccaa VPVP ?? caTT ?? 0??EWEQ ??? ?氣體分子動理論 167。 4 循環(huán)過程和卡諾循環(huán) 一、循環(huán)過程 Cyclical process 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)，這樣的周而復(fù)始的變化過程稱為循環(huán)過程，簡稱循環(huán)。 經(jīng)歷一個循環(huán)，內(nèi)能沒有改變 。 工作物質(zhì)： 循環(huán)工作的物質(zhì)，簡稱工質(zhì)。 熱 機： 通過工質(zhì)不斷地把吸收的熱量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械功的裝置叫熱機。（內(nèi)燃機，蒸汽機等。） 若循環(huán)的每一階段都是準(zhǔn)靜態(tài)過程，則此循環(huán)可用pV 圖上的一條閉合曲線表示 。 p V a b c d 氣體分子動理論 P V B A b a PB VB PA VA B b AA a B WWW ?? 在一個循環(huán)過程中 ， 系統(tǒng)對外界所做的凈功等于 PV 圖上循環(huán)曲線所包圍的面積 。 4. 循環(huán)過程的凈功 0?A a BW0?B b AW氣體分子動理論 5. 正循環(huán)和逆循環(huán) V P 順時針： 正循環(huán) 熱循環(huán) 逆時針： 逆循環(huán) 致冷循環(huán) 0?凈W0?凈W氣體分子動理論 熱機效率 (efficiency) ： 二、循環(huán)效率 Cyclical efficiency 設(shè)在一次循環(huán)過程中 ， 系統(tǒng)從高溫?zé)嵩?（ 可能不只一個 ） 吸收熱量為 Q1 ， 向低溫?zé)嵩?（ 可能不只一個 ） 放出熱量的 絕對值 為 Q2 ， 對外界所做凈功 為 W 。 W ??? 21 0 ?? E?1211QW ???? 定義效率： 在一次循環(huán)過程中，工作物質(zhì)對外作的凈功與它從高溫?zé)嵩次盏臒崃恐? 氣體分子動理論 幾種裝置的熱效率 液體燃料火箭 燃氣輪機 柴油機 汽油機 蒸汽機車 ??????????氣體分子動理論 致冷系數(shù)： (Coefficient of performance) 12 W ???2122QWQw??? 設(shè)在一次循環(huán)過程中，系統(tǒng)從低溫?zé)嵩次諢崃繛? Q2 ，向高溫?zé)嵩捶懦鰺崃康?絕對值 為 Q1， 外界對系統(tǒng) 所做 凈功 為 W 。 定義致冷系數(shù)： 氣體分子動理論 三、卡諾循環(huán) 1824年法國青年工程師卡諾提出一種理想熱機 ， 假設(shè)工作物質(zhì)只與兩個恒溫?zé)嵩?
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