大学物理《热力学基础》PPT课件VIP专享VIP免费

2024年12月23日大学物理I曹颖1第十五章第十五章热力学基础热力学基础热力学是热运动的宏观理论，热热力学是热运动的宏观理论，热力学三定律是热力学理论的基础。力学三定律是热力学理论的基础。2024年12月23日大学物理I曹颖2热力学第一定律---能量转换地位：相当于力学中的牛顿定律热力学第二定律---过程方向热力学第三定律---低温性质基本定律基本定律物理实验物理实验2024年12月23日大学物理I曹颖315.115.1内能热量功内能热量功一、内能一、内能RTiMmE2分子热运动的动能(平动、转动、振动)和分子间相互作用势能的总和。内能是状态的单值函数。)(TEEEk＝理ipiikiEEE＝内对于理想气体，忽略分子间的作用，则平衡态下气体内能：2024年12月23日大学物理I曹颖4二、热量二、热量系统与外界（有温差时）传递热运动能量的一种量度。热量是过程量。)(12TTmcQ摩尔热容量：(Ck＝Mc))(12TTCMmK)(12TTMcMm1mol物质温度升高1K所吸收(或放出)的热量。Ck与过程有关。2024年12月23日大学物理I曹颖5)(12TTCMmQKk系统吸热或放热会使系统的内能发生变化。若传热过程“无限缓慢”，或保持系统与外界无穷小温差，可看成准静态传热过程。系统在某一过程吸收（放出）的热量为：三、功三、功做功是能量传递和转化的又一种形式做功是能量传递和转化的又一种形式，功是过程量。，功是过程量。ldFdA2024年12月23日大学物理I曹颖6准静态过程中功的计算准静态过程中功的计算dlP元功元功PdVPSdlldFdA0,00,0dAdVdAdV系统对外做正功系统对外做负功总功总功21VVPdVA几何意义：曲线下面积2121/VVVVTdVVRTPdVA12/lnVVRTVA0,p221Ap(VV)2024年12月23日大学物理I曹颖73、做功或热传递都能改变系统的内能，但二者又有区别。2、A、Q为过程量；RTiMmE2内21,VVkPdVATCMmQ要点再现要点再现功是由于系统发生整体宏观位移而被传递或转化的能量，这与传热机理是不同的。1、E为状态量；2024年12月23日大学物理I曹颖8AEQAEQ说明1)适用范围热力学系统。初、末态为平衡态的过程。2)对微小过程：3)热功的转换是靠系统实现的。15.215.2热力学第一定律热力学第一定律E1E2QQAAdAdEdQdAdEdQ2024年12月23日大学物理I曹颖9单位均用焦耳（单位均用焦耳（JJ）表示。）表示。4）应用：系统吸热系统放热系统做正功系统做负功符号＋－QAE增加减少5）热力学一定律的又一种表述：第一类永动机不可能制造成功。2024年12月23日大学物理I曹颖1015.315.3热力学第一定律、等值过程的应用热力学第一定律、等值过程的应用一、等容过程一、等容过程气体容积保持不变气体容积保持不变((dVdV=0)=0)等容过程中的功等容过程中的功AA=0=0（（dVdV=0=0））等容过程内能等容过程内能RdTdEiM2（微小过程）（微小过程）（微小过程）（微小过程）（有限过程）（有限过程）（有限过程）（有限过程）)(122TTREiM内能仅与始末态温度有关。内能仅与始末态温度有关。2024年12月23日大学物理I曹颖11等容过程的热量等容过程的热量0dARdTidEdQMV2dAdEdQ由由RiCV2有有（定容摩尔热容量）（定容摩尔热容量）（微小）（微小）（有限）（有限）dTCdQVVM)(12TTCQVVM系统吸收的热量全部增加气体的内能。系统吸收的热量全部增加气体的内能。2024年12月23日大学物理I曹颖12二、等压过程二、等压过程系统压强保持不变系统压强保持不变((PP==常数，常数，dPdP=0=0))等压过程中的功等压过程中的功PdVdARTMmPVRdTMmPdVdA)()(121221TTRMmVVPPdVAVV2024年12月23日大学物理I曹颖13内能内能RdTiMmdTCMmdEV2热量热量dAdEQdPRdTMmTdCMmVTdCMmTdRCMmPV)(定压摩尔热容：定压摩尔热容：CCRPV)(2)(1212TTRiMmTTCMmEV2024年12月23日大学物理I曹颖15三、等温过程三、等温过程系统温度保持不变系统温度保持不变((TT==常数，常数，dTdT==0)0)等温过程中的功等温过程中的功VdVRTMmPdVdA元功：元功：总功：总功：21VVVdVRTMmA2112lnlnPPRTMmVV...