大学物理热力学(一).ppt

前页后页目录1§6-1热力学第零定律和第一定律2.热力学过程热力学系统：热力学的研究对象，简称系统。如容器中的气体。热力学过程：热力学系统的状态随时间变化的过程。可分以下两种。准静态过程：任一中间态都是平衡态的热力学过程。也叫平衡过程，是一种理想过程。无限缓慢的变化过程可看作准静态过程。非准静态过程：中间态是非平衡态的热力学过程。一般过程都是非准静态过程。以气缸中气体的压缩或膨胀为例。当活塞运动时，气体的平衡状态被破坏，状态就发生了变化，通常是非准静态过程，但当活塞运动无限缓慢时，由于系统变化很小，它能很快恢复平衡，这就构成了准静态过程。1.热力学第零定律（热平衡定律）如果两个物体都与处于确定状态的第三物体处于热平衡，则这两个物体彼此处于热平衡。§6-1热力学第零定律和第一定律前页后页目录2(1)功（A）气体系统与外界交换能量的一种方式——作功①功的微观本质——通过宏观的有规则运动（如机械运动、电流等）实现系统内无规则运动能量与外界有规则运动能量之间的交换。②体积功的计算dAFdxpsdxpdV21VVApdV§6-1热力学第零定律和第一定律3.功热量内能oxxxdp适用范围：任意准静态过程过程量前页后页目录3③体积功的几何意义④功是过程量窄条矩形的面积pdVdA曲边梯形的面积21VVpdVAp-V图上过程曲线Vp1p2p1V2V0dV对不同的过程气体所作的功也不同。气体膨胀时，系统对外界作正功,A0；气体被压缩时，系统对外界作负功,A0，或称外界对系统作功。§6-1热力学第零定律和第一定律前页后页目录4气体系统与外界交换能量的另一种方式——传热量①（传）热量的微观本质——通过分子的无规则热运动实现系统和外界无规则能量的传递。传热量也称微观功。②（传）热量的计算热容dQCdT摩尔热容1mCdQCdT(2)热量（Q）§6-1热力学第零定律和第一定律21()mQCTT过程量2iEνRT2iEνRT(3)内能（E）指系统在一定状态下具有的能量，是系统状态的单值函数。其变化只决定于始、末两个状态，与所经历的过程无关。状态量计算前页后页目录54.热力学第一定律热力学系统吸收的热量等于系统内能增量与系统对外所作功之和。它是包含热量在内的能量守恒定律。AEEQ)(12Q0系统从外界吸热；A0系统对外界作功；E0系统内能增加。§6-1热力学第零定律和第一定律适用范围：任何热力学过程。前页后页目录6热力学第一定律pV),(11VpB),(22VpCpVd任一无穷小过程VpAddTRiMMEmoldd2AEQddd21)(212VVmolVpTTRiMMQd适用范围：理想气体准静态过程。前页后页目录7例：2mol双原子分子理想气体从状态A(p1,V1)沿图示直线变化到状态B(p2,V2)。试求：（1）气体的内能增量；（2）气体对外界所做的功；（3）气体吸收的热量；p1p2pV1V2VBAO热力学第一定律解：（1）2molMiERTM21()2molMiRTTM2211()2ipVPV22115()2pVPV前页后页目录8热力学第一定律（2）体积功p1p2pV1V2VBAO12211()()2AppVVQEA（3）由热一律2211122151()()()22pVPVppVV（练习15三，2）