物理熱力學(xué)第一定律知識點歸納總結(jié)-文庫吧資料
2025-06-06 18:54本頁面
【正文】 。23 熱力學(xué)第二定律2．3．卡諾循環(huán)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)始的變化過程為循環(huán)過程，簡稱循環(huán)。熱效率只依賴于壓縮比，η=%，實際效率只是上述結(jié)果的一半稍大些，因為大量的熱量耗散了，沒有參與循環(huán)。(2)熱效率公式中商的分母是2→3過程中的吸熱，這熱量是在這一過程中燃燒燃料所獲得的。解：對于絕熱過程，有恒量，結(jié)合狀態(tài)方程，有恒量。分析：本題為實際熱機的等容加熱循環(huán)——奧托循環(huán)。在熱機循環(huán)中，系統(tǒng)對外界所作的總功：(PV圖中循環(huán)曲線所包圍的面積)而且由熱力學(xué)第一定律可知：在整個循環(huán)中系統(tǒng)繞從外界吸收的熱量總和，必然大于放出的熱量總和，而且熱機效率表示吸收來的熱量有多少轉(zhuǎn)化為有用的功，是熱機性能的重要標(biāo)志之一，效率的定義為＜1例1一臺四沖程內(nèi)燃機的壓縮比r=，熱機抽出的空氣和氣體燃料的溫度為27℃，在larm=壓強下的體積為，如圖222所示，從1→2是絕熱壓縮過程；2→3混合氣體燃爆，壓強加倍；從3→4活塞外推，氣體絕熱膨脹至體積；這是排氣閥門打開，壓強回到初始值larm(壓縮比是氣缸最大與最小體積比，γ是比熱容比)。系統(tǒng)經(jīng)過循環(huán)過程回到原來狀態(tài)，因此△E=0。若某理想氣體經(jīng)歷VT圖中的雙曲線過程，其過程方程為：VT=C 或者 2．2．絕熱過程的方程絕熱過程的狀態(tài)方程是 其中 2．2．循環(huán)過程系統(tǒng)由某一狀態(tài)出發(fā)，經(jīng)歷一系列過程又回到原來狀態(tài)的過程，稱為循環(huán)過程。氣態(tài)方程： 熱力學(xué)第一定律： 功：W=177。平衡后的氣體壓強包括兩部分：其一是溫度27℃，體積15L的2mol氦氣的壓強；其二是定向運動轉(zhuǎn)向為熱運動使氣體溫度升高△T所導(dǎo)致的附加壓強△p。在上述三個過程中氣體內(nèi)能的增量是相同的且均為：① ① 等容過程中 ，② ② 在等壓過程中 ③ ③ 在絕熱過程中 ，1mol溫度為27℃的氦氣，以的定向速度注入體積為15L的真空容器中，容器四周絕熱。試分別求出氣體內(nèi)能的增量，吸收的熱量，外界對氣體做的功。例：℃升高到27℃。根據(jù)熱力學(xué)第一定律，因Q=0，有 這表明氣體被絕熱壓縮時，外界所作的功全部用來增加氣體內(nèi)能，體積變小、溫度升高、壓強增大；氣體絕熱膨脹時，氣體對外做功是以減小內(nèi)能為代價的，此時體積變大、溫度降低、壓強減小。例如用隔熱良好的材料把容器包起來，或者由于過程進行得很快來不及和外界發(fā)生熱交換，這些都可視作絕熱過程。即氣體作等溫膨脹，壓強減小，吸收的熱量完全用來對外界做功；氣體作等溫壓縮，壓強增大，外界的對氣體所做的功全部轉(zhuǎn)化為對外放出的熱量。例如，氣體在恒溫裝置內(nèi)或者與大熱源想接觸時所發(fā)生的變化。該式表明：。根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知：氣體等壓膨脹時，從外界吸收的熱量Q，一部分用來增加內(nèi)能，溫度升高，另一部分用于對外作功；氣體等壓壓縮時，外界對氣體做的功和氣體溫度降低所減少的內(nèi)能，都轉(zhuǎn)化為向外放出的熱量。 式中 。根據(jù)熱力學(xué)第一定律有△E=Q。167。本題也可直接由熱力學(xué)第一定律求解，關(guān)鍵要求得空氣膨脹做功。管內(nèi)封閉空氣的壓強為式中ρ為水銀密度，上式表明，在降溫過程中，空氣的壓強p與空氣柱高度h成正比，因管粗細(xì)均勻，故p與空氣體積V成正比，即∝V這就是管內(nèi)封閉空氣在降溫過程中所遵循的過程方程。隨著溫度降低，管內(nèi)水銀柱上升，空氣的壓強與體積均減小，但仍保持正比關(guān)系。分析：取封閉在管內(nèi)的空氣為研究對象，為求出空氣在降溫過程中的放熱，關(guān)鍵是確定空氣在降溫過程中遵循的過程方程。封閉體積內(nèi)有空氣，如圖216所示，大氣壓為76cmHg。根據(jù)熱力學(xué)第一定律有例一根長為76cm的玻璃管，上端封閉，插入水銀中。為把這些氣體壓入A容器，B容器中其他氣體對這些氣體做的功為。解：設(shè)氣體的摩爾質(zhì)量為M，A容器的體積V，打開閥門前，氣體質(zhì)量為m，壓強為p，溫度為T。B容器內(nèi)部分氣體進入A容器，根據(jù)題設(shè)，A容器內(nèi)氣體是個絕熱過程。已知每摩爾該氣體的內(nèi)能為E=。現(xiàn)將閥門緩慢打開，直至壓強相等時關(guān)閉。例絕熱容器A經(jīng)一閥門與另一容積比A的容積大得多的絕熱容
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