[理學(xué)]第十三章熱力學(xué)基礎(chǔ)(參考版)
2024-12-11 01:15本頁面
【正文】 氣體分子動(dòng)理論 熱學(xué)小結(jié) 一、理想氣體狀態(tài)方程 v R TPV ?三、理想氣體的溫度公式 kTk23??二、理想氣體的壓強(qiáng)公式 knP ?32?氣體分子動(dòng)理論 四、能量均分原理 五、三種速率 m o l22MRTmkTp ??vm o l88MRTmkT????vm o l2 33MRTmkT ??v熱學(xué)小結(jié) 氣體分子動(dòng)理論 六、 熱力學(xué)第一定律 WEQ ???七、熱機(jī) 循環(huán)效率 1211QW ????八、熱力學(xué)第二定律的兩種表述 熱學(xué)小結(jié) 氣體分子動(dòng)理論 0d ?V0d ?P0d ?T0d ?QCTP ?CTV ?CPV ?1CPV ??21 CTV ???31 CTP ??? ??過程特點(diǎn) 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?TCM V ???W功12ln VVRTM?21ln PPRTM?0TCM V ??TCM P ??Q熱量? ?BBAA VPVPi ?2等 值 過 程 與 絕 熱 過 程 。 不可逆的原因 摩擦（能量耗散） 快速（非靜態(tài)） 不可逆過程可作為熱力學(xué)第二定律的表述之一，且彼此等效。 如果系統(tǒng)不能回復(fù)到原狀態(tài) A ，或者雖然能回復(fù)到初態(tài) A ，但外界不能恢復(fù)原狀，那么過程 L 稱為 不可逆過程 。 氣體分子動(dòng)理論 三、可逆和不可逆過程 設(shè)在某一過程 L 中，系統(tǒng)從狀態(tài) A 變化到狀態(tài) B 。 * 并不意味著熱量不能 從低溫物體傳到高溫物體 高溫 自動(dòng) 低溫 低溫 非自動(dòng) 高溫 （外界做功） 氣體分子動(dòng)理論 高 溫 熱 源 T1 低 溫 熱 源 T2 A B Q Q=W W Q2 Q+Q2 Q2 Q2 如果開爾文表述不成立，則克勞修斯表述也不成立。 熱力學(xué)第二定律 判斷過程進(jìn)行的方向（哪些能自發(fā)進(jìn)行，哪些不能） 氣體分子動(dòng)理論 二、熱力學(xué)第二定律的兩種表述 （一）開爾文表述： * 第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成 * 并不意味著熱不能完全轉(zhuǎn)變?yōu)楣? * 單熱源熱機(jī)是不可能制成的 不可能從單一熱源吸取熱量使之完全變?yōu)橛杏霉?而不產(chǎn)生其他影響 。 氣體分子動(dòng)理論 （五）結(jié)論： 自然界許多過程能自動(dòng)發(fā)生，滿足熱力學(xué)第一定律；自然界許多過程不能自動(dòng)發(fā)生，不違背熱力學(xué)第一定律。 （三）自由膨脹 氣體決不會(huì)自動(dòng)收縮回容器的左邊，而另一邊變?yōu)檎婵铡?5 熱力學(xué)第二定律和不可逆過程 一、自然過程的方向性 一切熱力學(xué)過程都必須滿足熱力學(xué)第一定律，但其是否一定能實(shí)現(xiàn)呢？ （一）熱傳導(dǎo)現(xiàn)象 低溫物體 高溫物體 熱量 熱量自動(dòng)地從低溫物體傳遞給高溫物體的過程是不可能發(fā)生的。 fVVfVOPa bcd112經(jīng)過一個(gè)循環(huán)后系統(tǒng)對(duì)外作凈功為 ? ?? ?112 ??? fVW由圖可知： bc、 cd 為放熱過程； da、 ab 為吸熱過程。 CTBTA BCDOPV1P2P121???熱機(jī)效率為 :1 BA ?）（:2 CB ?）（解 : ? ? 吸熱ABP TTCQ ??10?Q氣體分子動(dòng)理論 :3 DC ?）（:4 AD ?）（121???所以 由絕熱過程方程得 ? ? 放熱DCP TTCQ ??20?QABDCTTTT???? 1A BCDOPV1P2P12111211 ??????????????????PTPTPTPTCBDA氣體分子動(dòng)理論 兩式相比可得 BACDTTTT ?或 所以 BCABDCTTTTTT ?????? 11?BCADTTTT ?ABDCTTTT???氣體分子動(dòng)理論 例 2 1mol 單原子理想氣體，從狀態(tài) a 開始，經(jīng)歷一個(gè)由兩個(gè)等容過程和兩個(gè)等壓過程組成的循環(huán)。 fVVfVOPa bcd112經(jīng)過一個(gè)循環(huán)后系統(tǒng)對(duì)外作凈功為 ? ?? ?112 ??? fVW由圖可知： bc、 cd 為放熱過程； da、 ab 為吸熱過程。 CTBTA BCDOPV1P2P121???熱機(jī)效率為 :1 BA ?）（:2 CB ?）（解 : ? ? 吸熱ABP TTCQ ??10?Q氣體分子動(dòng)理論 :3 DC ?）（:4 AD ?）（121???所以 由絕熱過程方程得 ? ? 放熱DCP TTCQ ??20?QABDCTTTT???? 1A BCDOPV1P2P12111211 ??????????????????PTPTPTPTCBDA氣體分子動(dòng)理論 兩式相比可得 BACDTTTT ?或 所以 BCABDCTTTTTT ?????? 11?BCADTTTT ?ABDCTTTT???氣體分子動(dòng)理論 例 3 1mol 單原子理想氣體，從狀態(tài) a 開始，經(jīng)歷一個(gè)由兩個(gè)等容過程和兩個(gè)等壓過程組成的循環(huán)。 高溫?zé)嵩? 工質(zhì) 低溫?zé)嵩? 1T2T1Q2QW 理想氣體準(zhǔn)靜態(tài) 卡諾循環(huán) 由兩個(gè) 等溫 過程和兩個(gè) 絕熱 過程組成。 W ??? 21 0 ?? E?1211QW ???? 定義效率： 在一次循環(huán)過程中，工作物質(zhì)對(duì)外作的凈功與它從高溫?zé)嵩次盏臒崃恐? 氣體分子動(dòng)理論 幾種裝置的熱效率 液體燃料火箭 燃?xì)廨啓C(jī) 柴油機(jī) 汽油機(jī) 蒸汽機(jī)車
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1