【文章內(nèi)容簡介】 孔塞 令 41 焓是態(tài)函數(shù)， 它是 等壓過程中系統(tǒng)吸的熱量。 即： 和內(nèi)能相比， 內(nèi)能是 等體過程中系統(tǒng)吸的熱量。 即： 內(nèi)能 E 和焓 H 與系統(tǒng)熱容量的關系分別為： 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（即氣體分子間 焦耳 ? 湯姆孫效應。 而實際氣體卻都存在該效應， HpVEVpEQ p d)d(ddd ?????EQ V dd ?，）（）（ VVV TETQC ???? dd pppTHTQC ）（）（????dd必存在相互作用力）。 42 過程 特征 參量關系 ?Q ?A ?E 等容 等壓 等溫 絕熱 V 常量 P 常量 T 常量 0?dQ（ P/T） =常量 （ V/T） =常量 PV = 常量 常量 常量 常量 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? T P T V PV 1 1 TcV ??Tc p??12ln VVRT?21ln ppRT?TcV ??0Vp?TR??TcV ??12ln VVRT?21ln ppRT?00Tc V ??????11122 VpVp TcV ??43 例 1. 44 例 2. 45 46 例 3（ 4694） 某理想氣體在 PV圖 上等溫線與絕熱線相交于 A點 ， 如圖 ， 已知 A點的壓強 P1=2 105Pa， 體積V1= 103m3， 而且 A點處等溫線斜率與絕熱線斜率之比為 ， 現(xiàn)使氣體從 A點絕熱膨脹至 B點 ， 其體積 V2=1 103m3 。 求 （ 1） B點處的壓強 （ 2） 在此過程中氣體對外作的功 BP AV1V1P2VO47 BP AV1V1P2V解： （ 1） B點處的壓強 由絕熱過程方程 1P V C? ?A A B BP V P V???() ABABVPPV??O48 1?? ??（雙原子分子） ???)(BAABVVPP ?VPCC??等溫絕熱KK?49 （ 2）在此過程中氣體對外作的功 21VVA P d V? ?dVVCBAVV ?1??JVPVP BBAA1?????）（ ?? BBAA VPVPC ??150 例 4（ 5078） 一個可以 自由滑動 的 絕熱 活塞 （ 不漏氣 ） 把體積為 2V0的 絕熱 容器分成 相等 的兩部分 A、 B。 A、 B中各盛有摩爾數(shù)為 ?的剛性分子理想氣體 ， （ 分子的自由度為 i） 溫度均為 T0。 今用一外力作用于活塞桿上 ， 緩慢地將 A中氣體的體積壓縮為原體積的一半 。 忽略摩擦以及活塞桿的體積 。 求外力作的功 。 BA F?51 所以，外力作的功應 等于 A、 B容器內(nèi)氣體內(nèi)能的總增量。 F?AB設： A、 B中氣體末態(tài)的溫度分別為 T1和 T2 ， A、 B中氣體內(nèi)能的增量分別為 ?EA和 ?EB 。 因為容器是 絕熱 的， 52 , 1 0 ( )A V mE C T T?? ? ?100101 )2(?? ? ?? VTVT iTT /201 2??即： ABA E E? ? ? ?外BAF?)(2 01TTRi?? ?53 同理有 , 2 0()B V mE C T T?? ? ?100102 )23( ?? ? ?? VTVT iTT /202 )3/2(??ABA E E? ? ? ? ?外]2)3/2(2[2/2/20 ???iiRTi?)(2 02TTRi ?? ?54 例 5（ 4693） 如圖所示 ， 一個 四周用絕熱 材料制成的氣缸 ， 中間有一 固定 的用 導熱材料制成的 導熱板 C把氣缸分成 A、 B兩部分 。 D是一 絕熱 的活塞 。 A中盛有 1mol氦氣 ， B中盛有 1mol氮氣 （ 均視為剛性分子的理想氣體 ） 。 今外界緩慢地移動活塞 D，壓縮 A部分的氣體 ， 對氣體作功為 A， 試求在此過程中 B部分氣體內(nèi)能的變化 。 ABC D氦氣 氮氣 55 ABC D解： 取（ A+B）兩部分的氣體為研究系統(tǒng)， 在外界壓縮 A部分氣體、作功為 A的過程 中，系統(tǒng)與外界交換的熱量 Q? 00)( ????? AEQ氦氣 氮氣 56 因此 A、 B兩部分氣體的溫度 始終相同。 系統(tǒng)內(nèi)能的變化為 ABE E E? ? ? ? ?3322A A AE R T R T?? ? ? ? ?B AC D52BBE R T? ? ?氮氣 氦氣 C是 導熱板 ， 即： BA TT ??? T??5528BE R T A? ? ? ?4ATR??57 例 6（ 4313） 一定量的理想氣體 ， 從 PV圖 上初態(tài) a經(jīng)歷 （ 1） 或 （ 2） 過程到達末態(tài) b，已知 a、 b兩態(tài)處于同一條絕熱線上 （ 圖中虛線是絕熱線 ） ， 問兩過程中氣體吸熱還是放熱 ？ （ A） （ 1） 過程吸熱 （ 2） 過程放熱 （ B） （ 1） 過程放熱 （ 2） 過程吸熱 （ C） 兩種過程都吸熱 （ 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，只與始末兩態(tài)有關。 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 周而復始 的變化過程稱為循環(huán)過程，簡稱為循環(huán)。 cPVab 過程按 順時針 進行叫 正 循環(huán)，反之，叫逆循環(huán)。 167。 循環(huán)過程 （ cycle process） 如果循環(huán)的各階段均為準靜態(tài)過程，則循環(huán)過程可用狀態(tài)圖（如 p ? V 圖）上的閉合曲線表示。 60 實例：火力發(fā)電廠的熱力循環(huán) 水泵 A1 ?A2 ? Q1 鍋爐 汽輪機 冷凝器 電力輸出 ?Q2 ? 絕熱 V O |Q2| p飽 p Q1 A （ 1） 特征 d E=0 ?E=0 （ 3） 熱功計算：按各不同的分過程進行，總合起來求得 整個循環(huán)過程的 凈熱量、凈功。 （ 2） 通過各種平衡過程組合起來實現(xiàn)。 61 鍋爐 煙筒 現(xiàn)代火力發(fā)電廠結構示意圖 碾磨機 空氣 噴射給水器 發(fā)電機 水管 冷凝塔 除塵器 渦輪 水泵 傳送帶 ★ 作業(yè)： 62 (1) 熱機 (Heat Engine) 利用工作物質(zhì)持續(xù)不斷地把 熱轉(zhuǎn)化為功 的裝置。 2. 熱機 致冷機 什么過程能將熱能變成功？ 等壓 等溫 絕熱 PVAEQ ?????0 實際上， 僅僅等溫過程 是不行的！ 系統(tǒng)從外界 吸收 的熱量 系統(tǒng)對外界 所作的 凈功 熱 功 63 ★ 熱機循環(huán)