热力学第一定律黄

1 / 9 第六章热 力 学P.79: 课外―― 1，2，3，6，11，12，15课堂―― 7~10，13，16~20 热力学第一定律§1～3 基本概念热力学第一定律一.准静态过程· 系统的状态发生变化 ⋯⋯系统所经历的一个 过程 。1.准静态过程： 由无数个平衡态组成的过程，即系统的每个中间态都是平衡态。2.准静态过程是一个理想化的过程，是实际过程的近似。实际过程仅当进行得 无限缓慢 时才可看作是准静态过程。二.功、内能、热量1.内能· 内能包含系统内：(1)分子热运动的能量；(2)分子间势能；对于理想气体，其内能仅包括第一项。分子间势能近似为0。· 内能是状态的函数对于理想气体，内能只是温度的单值 函数E = E(T) 对于刚性理想气体分子 , 2iERTi ：自由度；ν：摩尔数改变系统内能有两种方法：做功和热传递三.热力学第一定律· 对于一过程：外界传递给系统的热量，一部分用来对外做功，剩余部分使系统的内能增加。21()QEWEEW或：21()QEEEAA符号规定 ：Q > 0系统吸热W > 0系统对外界作正功E > 0系统内能增加2 / 9 上式也可用于微元计算：dQdEdW· 热力学第一定律适用于任何系统的任何过程(非准静态过程亦成立 )。四. W、Q、 E 的计算1.功的计算 (准静态过程，体积功 ) (1)直接计算法 (由定义 ) (1)系统对外作功，元功为vdWf drps dlpd总功：21VVWPdV●功是过程量，其值不仅与系统的始末状态有关，还与系统所经历的中间过程有关。●P－V 图上，过程线下的面积即是功的数值。(2)间接计算法(由相关定律、定理 )由 Q＝ E＋WW 由于功是过程量，可知热量也与过程有关。2.E（内能变化）的计算iER T2此式适合于一切过程3.Q 的计算在求得 W,E 的基础上用 QEW 式计算 。另外，还可用摩尔热容计算：TQdQCdTC的值由过程决定，可以是VC 或pC 。五. 理想气体的摩尔热容 1.摩尔热容 定义：一摩尔物质温度升高一度所吸收的热量，即()1 dQCdTC 单位：/()Jmol k由于吸收热量的多少与过程有关，所以不同的过程有不同的摩尔热容名称。VdV（dl）V2V1SFPoV 1V2VW··1 2 3 / 9 由此式可得：TQdQCdT 2. 定容摩尔热容VC· 对于定容过程，v=0dWpd故有： ( )VdiCRQidQdERdTdTCi R12223. 定压摩尔热容pC· 对于等压过程，id Qd Ed WR d TP d V2再由状态方程和等压：()VdPPdVRdT0有()i RdQdTTRd2于是piiCRRR222即pVCCR ⋯⋯迈耶公式4. 泊松比PVCiCi21从公式知道：VC ，pC ，都只与自由度 i...