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第十五章热力学基础§15.1热力学第一定律（Firstlawofthermodynamics)热力学是用能量的观点,从宏观上研究物质状态变化时,热量（Q）,功（A）及内能（E）变化规律的学科.一、准静态过程（（quasi-staticprocessquasi-staticprocess））系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系气体活塞砂子),,(111TVp),,(222TVp1V2V1p2ppVo12过程进行的任一时刻系统的状态并非平衡态。初平衡态一系列非平衡态末平衡态热力学中，为能利用平衡态的性质，引入准静态过程的概念。准静态过程：系统的每一状态都无限接近系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系←快非平衡态←缓慢接近平衡态准静态过程是一个理想化的过程，是实际过程的近似只有过程进行得无限缓慢，每个中间态才可看作是平衡态。非准静态过程准静态过程2(p2,V2)1(p1,V1)(p,V)过程曲线准静态过程可以用过程曲线来表示：VOp改变系统状态的方法：1.作功2.传热一个点代表一个平衡态二、功热量内能功是过程量系系系系系系系系系系系系系系系系系加热加热搅拌作功搅拌作功做功可以改变系统的状态：系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系1T2T21TT热量（过程量）通过传热方式传递能量的量度，系统和外界之间存在温差而发生的能量传递.1）过程量：与过程有关；2）等效性：改变系统热运动状态作用相同；宏观运动分子热运动功分子热运动分子热运动热量Q3）功与热量的物理本质不同.1卡=4.18J，1J=0.24卡功与热量的异同系统的内能是状态量（如同P、V、T等量）这种取决于系统状态的能量称为热力学系统的内能。内能系系系系系对于一定质量的气体:内能一般有E=E（T，V）或E=E（T，P）对于一定质量的理想气体：E=E(T)对于刚性理想气体公式：RTiE2（只是温度的单值函数）系系系i系系系系系三、热力学第一定律(Thefirstlawofthermodynamics)QEA系统从外界吸收的热量，一部分使系统的内能系统从外界吸收的热量，一部分使系统的内能增加，另一部分使系统对外界作功。增加，另一部分使系统对外界作功。系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系Q系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系系对于任一元过程AEQddd热力学第一定律是反映热现象中:能量转化与守恒的定律。+21EEE系统吸热系统放热内能增加内能减少系统对外界做功外界对系统做功第一定律的符号规定QA热力学第一定律另一叙述：第一类永动机是不可能制成的。热力学第一定律适用于任何系统(气液固……)的任何过程(非准静态过程也适用)。功、热量是过程量：只表示微量，不是数学上的全微分；E是状态函数，dE是微分。AddQ第一类第一类永动机：永动机：EE22--EE11=0=0（循环）（循环）QQ=0=0（外界不供给能量）（外界不供给能量）WW>0>0((对外界作功对外界作功))直接由定义计算法系系系系系系系系系系系系系系PSdl21AFdl2121PdV四、准静态过程中功的计算ddddAflpSlpVfpSdlsdV若A>0系统对外界作功若A<0外界对系统作功21dVVApV注意：作功与过程有关.例.摩尔理想气体从状态1状态2，设温度不变过程。求气体对外所作的功是多少？【解】122121VVRTVVRTVPAVVVV/lnd/dP1P2PV1V2VT123体积功的几何意义是什么？132的功是不是此值？§15.2热力学第一定律对定值过程的应用一、等体（容）过程VCdV,0mol0dApdV由热一律：2iQERTQEA得：说明：吸热内能增加；放热内能减少。VV2pp1p222(,)pV111(,)pV0二、等压过程由热力学第一律：对有限等压过程：或：0pCdp,dQdEdA2121VpVQEEpdV21212iRTTpVV()()21212iRTTRTT()()2piQRTRT22iRT2VV1Vpp22(,)pV11(,)pV0三、等温过程p由热力学第一律：对有限等温过程：,0dE222(,)pV111(,)pV0TCdE,dQdEdA02VV1V2PP1P222pV,()111pV,()2211VVTTVVdVQApdVRTV21VRTVln111222TTppVpVQARTp...