(11)熱力學第一、第二定律(編輯修改稿)
2025-08-31 07:06 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 原子個數(shù)相同）理想氣 體的內(nèi)能為僅與溫度有關(guān)的狀態(tài)量！ . 3 5 6 .2MiU RT i??? （= 、）五、熱量的計算 熱容、比熱容、摩爾熱容 1熱容： 即某物質(zhì)系統(tǒng)升高單位溫度吸收的熱量，稱為該物質(zhì)系統(tǒng)的熱容 . （不同溫度時的 C一般并不相等） 1比熱容： 一單位某物質(zhì)的熱容稱為某物質(zhì)的比熱容 . （不同溫度時的 c一般也并不相等） 1摩爾熱容： 一摩爾某物質(zhì)的熱容稱為該物質(zhì)的摩爾熱容 . （不同溫度時的 Cm一般也并不相等） J /K .dQC dT? （ 單 位 ：）定義： J k g K .Cc M??（ 單 位 ： / ）定義： J/ m ol K mmCC C m c???（ 單 位 ： . 有些 資 料 也 略 去 的下 標 不寫 ， 記 為 ）定義： 注意：熱容、比熱容、摩爾熱容大小一般不僅與溫度有關(guān)，而且也與過程有關(guān) . （ 1） 對固體和液體來說，通?？刹豢紤]其熱容、比熱容、摩爾熱容與過程的關(guān)系 . （ 2）對氣體來說，則不能不考慮其熱容、比熱容、摩爾熱容與過程的關(guān)系 . 六、理想氣體在特殊過程中的 ΔU、 Q吸 、 W外 的關(guān)系 等容過程（ ΔV=0） =由熱力學第一定律知， =.QU?吸等壓過程（ ΔP=0） 21= VVW dW?外外=.Q U W??吸 外由熱力學第一定律知， 21= VV PdV?? 21= ( )P V V?? 21( ).M R T T?? ? ?等溫過程（ ΔU=0） 由熱力學第一定律知， =.QW?吸 外絕熱過程（ Q吸 =0） 由熱力學第一定律知， =.WU?外4絕熱過程的功能關(guān)系 42絕熱方程的導出 對一微小的絕熱做功過程由熱力學第一定律有： 此過程的各平衡態(tài)滿足 pV RT?? 其中 p、 V均隨 T而變， 可視二者均為 T的函數(shù) 兩端對 T求導得 d p d VV p Rd T d T ???,Vmpd V C dT??? ① V d p p d V R d T???即 ② 由①②消去 dT并整理得 ,VmVmCRd p d Vp C V?? ? ?令 ,VmVmCR nC? ? ，則 dp dVnpV??兩端積分得 12l n = l np C n V C? ? ?.npV C?對絕熱方程的幾點說明： ,PmVmCC?（ 3） 結(jié)合理想氣體狀態(tài)方程（ ）可導出 兩種等價形式 ： PVT ?常 數(shù)11 .nnnPTVT?? ??常 數(shù) ，常 數(shù)（ 4） 絕熱過程的圖像 ——絕熱線 . VPOnPV ?常 數(shù)PV ?常 數(shù)（ 1） 絕熱方程中， n為 絕熱指數(shù) ： 12Ri R??, ,VmVmCRn C ??1 1 2 2 .n n nP V P V P V??常 數(shù) ，或21+i? 1.?1V 2V（ 2） 方程成立的條件是氣體質(zhì)量一定（即 一定） . ?4絕熱過程方程（簡稱絕熱方程） Ⅱ 、熱力學第二定律 一、兩種典型的內(nèi)容表述 開爾文表述（回應上述第一個思考問題） 1表述 1： 不可能從單一熱源吸取熱量，使之完全變?yōu)楣Χ划a(chǎn)生其他影響 . 1理解時應注意三點： （ 1）單一熱源： 指除了由單一熱源吸熱量和將其用于做功以外的其他任何變化 . 1表述 2： 第二類永動機不可能實現(xiàn) . （ 1）第一類永動機：違背能量守恒定律的永動機 . （ 2） 第二類永動機 ：違背開爾文表述的熱力學第二定律的永動機 . （ 2）功： 如溫差發(fā)電便是直接將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能 . 指溫度始終各處均勻的熱源 . 功是廣義的，不限于機械功 . （ 3）其他影響：如理想氣體和單一熱源接觸等溫膨脹時（ Q吸 =－ W外 ），其體積變大就是一 種其他的變化 . 單一熱源 . 如各處溫度不全相等的物體便不是 克勞修斯表述（回應上述第二個思考問題） 不可能將熱量從低溫物體傳遞到高溫物體而不引起其他變化 . 開爾文表述和克勞修斯表述等價性的證明 3何謂等價性： （ 1）開爾文表述成立則克勞修斯表述成立 。
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