




已閱讀5頁(yè),還剩65頁(yè)未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀
版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶(hù)提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
精選,1,同學(xué)們好,精選,2,第三章熱力學(xué)基礎(chǔ),結(jié)構(gòu)框圖,精選,3,第一節(jié)熱力學(xué)第一定律,一、熱力學(xué)系統(tǒng)外界,精選,4,平衡態(tài):無(wú)外界影響時(shí),孤立系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間變化的狀態(tài),稱(chēng)為熱力學(xué)平衡態(tài)。此時(shí),狀態(tài)參量有確定的值。,二、狀態(tài)參量平衡態(tài),(1)平衡態(tài)是一種理想模型,包括(力學(xué)、熱學(xué)、化學(xué))平衡,(2)平衡態(tài)和穩(wěn)衡態(tài)平衡態(tài):孤立系統(tǒng),無(wú)外界影響,狀態(tài)不變穩(wěn)衡態(tài):非孤立系統(tǒng),受外界影響,狀態(tài)不變,是非平衡態(tài),精選,5,三、準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程,熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)隨時(shí)間變化的過(guò)程叫做熱力學(xué)過(guò)程,簡(jiǎn)稱(chēng)過(guò)程。按平衡性質(zhì)分,熱力學(xué)過(guò)程可分為:,非靜態(tài)過(guò)程:至少有一個(gè)態(tài)是非平衡態(tài)的過(guò)程。,1.準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程,精選,6,2.準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程的功,注意:非靜態(tài)過(guò)程不適用,示功圖:p-V圖上過(guò)程曲線(xiàn)下的面積,結(jié)論:在準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程中,系統(tǒng)對(duì)外做的功在數(shù)值上等于P-V圖上過(guò)程曲線(xiàn)下方的面積。,精選,7,精選,8,四、熱力學(xué)第一定律,如果一個(gè)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)一個(gè)過(guò)程,其狀態(tài)的變化完全由于機(jī)械的或電磁的作用,則稱(chēng)此過(guò)程為絕熱過(guò)程。在絕熱過(guò)程中外界對(duì)系統(tǒng)所做的功稱(chēng)為絕熱功。焦耳實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:用各種不同的絕熱過(guò)程使物體升高一定的溫度,所需的功在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)是相等的,如圖所示。,1.焦耳實(shí)驗(yàn),在絕熱過(guò)程中,外界對(duì)系統(tǒng)所做的功僅取決于系統(tǒng)的初、末狀態(tài)。,精選,9,2、系統(tǒng)的內(nèi)能熱量,(1)系統(tǒng)內(nèi)能E,狹義:所有分子熱運(yùn)動(dòng)能量和分子間相互作用勢(shì)能。,精選,10,(2)熱量的計(jì)算,熱量:物體間由于溫度差別而轉(zhuǎn)移的能量,熱量的傳遞稱(chēng)為傳熱。傳熱有三種方式:熱傳導(dǎo)、對(duì)流、熱輻射。,精選,11,摩爾熱容:,物質(zhì)的比熱容,摩爾熱容:1摩爾物質(zhì)在某一過(guò)程中溫度變化1K時(shí),吸收或放出的熱量。,注意:熱量也是過(guò)程量,等體摩爾熱容:1摩爾理想氣體在等容過(guò)程中溫度變化1K時(shí),吸收或放出的熱量。(無(wú)相變和化學(xué)反應(yīng)),等壓摩爾熱容:1摩爾理想氣體在等壓過(guò)程中溫度變化1K時(shí),吸收或放出的熱量。(無(wú)相變和化學(xué)反應(yīng)),精選,12,3.A與Q比較,精選,13,3熱力學(xué)第一定律,準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程:,理想氣體:,微變過(guò)程:,(1)熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)形式,精選,14,精選,15,第二節(jié)熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用,一、等容過(guò)程(dV=0,V=C),精選,16,(2)熱力學(xué)第一定律的具體形式,(3)等體摩爾熱容,吸熱全部用于增加內(nèi)能:,注意:,適用于一切過(guò)程,精選,17,二、等壓過(guò)程(dp=0p=C),(2)熱力學(xué)第一定律的具體形式,精選,18,(3)等壓摩爾熱容,由,可得,精選,19,精選,20,三、等溫過(guò)程(dT=0T=C),(2)熱力學(xué)第一定律的具體形式,吸收的熱量全部用于對(duì)外做功,精選,21,精選,22,(1)過(guò)程方程,熱力學(xué)第一定律,精選,23,令,有,兩邊同除以,有,兩邊積分,得,過(guò)程方程的推導(dǎo),精選,24,(2)熱力學(xué)第一定律的具體形式,精選,25,*五、絕熱線(xiàn)和等溫線(xiàn)的比較,a.比較斜率,b.比較壓強(qiáng)變化,使同一理想氣體從相同初態(tài)壓縮相同體積,精選,26,*5.多方過(guò)程(一般情況),精選,27,小結(jié):,精選,28,練習(xí)1,答案:不可能發(fā)生的有:(1),(2),(3),精選,29,例1.討論理想氣體在如圖所示兩過(guò)程中,T,E,A和Q的正負(fù).,判定的正負(fù):,由圖知:,精選,30,精選,31,例:有bmol理想氣體,其定容摩爾熱容為3R/2,若按如圖所示的無(wú)摩擦準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程由C狀態(tài)變到Z狀態(tài),求它對(duì)外所做的功和吸收的熱量。,精選,32,第三節(jié)熱力學(xué)第二定律,一、循環(huán)過(guò)程,1.定義:系統(tǒng)經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化后又回到初始狀態(tài)的過(guò)程叫循環(huán)過(guò)程。,參與循環(huán)的物質(zhì)稱(chēng)為工作物質(zhì)。,精選,33,3.正循環(huán)及其效率,凈功,整個(gè)過(guò)程吸的凈熱,整個(gè)過(guò)程對(duì)外做的凈功,d,和取絕對(duì)值,由于,所以,精選,34,熱機(jī)的能量轉(zhuǎn)換:,熱機(jī)效率:,熱機(jī)及其效率,熱機(jī):利用工作物質(zhì)的正循環(huán)不斷把熱轉(zhuǎn)化為功的裝置。,精選,35,實(shí)例:蒸汽機(jī)的循環(huán),精選,36,4.逆循環(huán)及致冷系數(shù),和取絕對(duì)值,由于,所以,外界對(duì)系統(tǒng)做的凈功,精選,37,注意:這里的Q2僅是循環(huán)過(guò)程中系統(tǒng)從冷庫(kù)吸收的熱量衡量致冷的效力,致冷機(jī)及致冷系數(shù),致冷機(jī):利用工作物質(zhì)的逆循環(huán)獲取低溫的裝置。,致冷系數(shù),精選,38,實(shí)例:電冰箱,精選,39,(1)高溫?zé)嵩磁c低溫?zé)嵩词窍鄬?duì)的。,注意:對(duì)于熱機(jī)和致冷機(jī):,正循環(huán)中,把熱量傳遞給工作物質(zhì)的熱源叫高溫?zé)嵩矗环粗褪堑蜏責(zé)嵩?。逆循環(huán)與正循環(huán)正好相反。,(2)熱量,逆循環(huán),(3)功,正循環(huán),逆循環(huán),正循環(huán),精選,40,精選,41,二、卡諾循環(huán),18世紀(jì)末19世紀(jì)初,蒸汽機(jī)的效率很低,不能滿(mǎn)足資本主義大工業(yè)的需要。提高熱機(jī)效率,解決動(dòng)力問(wèn)題就成了當(dāng)時(shí)的首要任務(wù)。法國(guó)工程師卡諾認(rèn)為:“要最完整地研究由熱得到動(dòng)力的道理,必須不依賴(lài)于任何特定機(jī)構(gòu)和任何特殊的工作物質(zhì),必須使所進(jìn)行的討論不僅適合于蒸汽機(jī),而且可以應(yīng)用于一切可以想象的熱機(jī),不管它們用的什么物質(zhì),也不管它們?nèi)绾蝿?dòng)作”。在此思想的指導(dǎo)下,提出了一個(gè)十分重要的循環(huán)-卡諾循環(huán)。,精選,42,1.卡諾循環(huán)及其特點(diǎn):,卡諾正循環(huán)或卡諾逆循環(huán)與兩個(gè)恒溫?zé)嵩唇粨Q能量(兩個(gè)等溫過(guò)程)2)不與其它熱源交換能量(兩個(gè)絕熱過(guò)程),如何在P-V圖中表示?,卡諾循環(huán):工質(zhì)只與兩個(gè)恒溫?zé)嵩唇粨Q能量的循環(huán)過(guò)程。,精選,43,卡諾循環(huán)過(guò)程:,正循環(huán),逆循環(huán),精選,44,2.理想氣體的卡諾循環(huán),1)卡諾正循環(huán)的效率,等溫過(guò)程:,絕熱過(guò)程:,精選,45,一般地,對(duì)于一個(gè)由個(gè)分過(guò)程構(gòu)成的循環(huán)有:,注意:,精選,46,等溫過(guò)程:,2)逆循環(huán)致冷系數(shù),精選,47,注意:,精選,48,精選,49,練習(xí)1:,20-16,精選,50,解:1-2:,精選,51,等溫壓縮,3-1:,精選,52,練習(xí)2.,解:,精選,53,(2)效率,精選,54,(3)與A內(nèi)能相同的點(diǎn)必與A在同一條等溫線(xiàn)上,而過(guò)A的等溫線(xiàn)必然與CD相交。設(shè)交點(diǎn)為F,則,所以,與A內(nèi)能相同F(xiàn)點(diǎn)的狀態(tài)為:,精選,55,精選,56,精選,57,三、熱力學(xué)第二定律,是否不違反熱力學(xué)第一定律的過(guò)程就一定能發(fā)生?,1.自然現(xiàn)象的不可逆性,(1)可逆過(guò)程和不可逆過(guò)程,定義:,設(shè)系統(tǒng)經(jīng)歷,過(guò)程,精選,58,自然界中存在大量不可逆過(guò)程:例如生物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程、日月星辰的運(yùn)行過(guò)程、化學(xué)反應(yīng)過(guò)程等。,大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)說(shuō)明:一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)際宏觀過(guò)程都是不可逆的。,精選,59,2.熱力學(xué)第二定律的兩種典型表述及其等效性,從熱機(jī)角度(熱功轉(zhuǎn)換角度)說(shuō)明能量轉(zhuǎn)換的方向和限度。,*不可能從單一熱源吸取熱量使之完全轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其它影響。,*單熱源熱機(jī)是不可能制成的。,*,1.開(kāi)爾文表述(K),精選,60,注意理解:,精選,61,熱力學(xué)第二定律并不意味著熱不能完全轉(zhuǎn)變?yōu)楣?精選,62,熱力學(xué)第二定律指出了熱功轉(zhuǎn)換的方向性,熱力學(xué)第二定律與能源危機(jī),精選,63,從致冷機(jī)角度(熱傳導(dǎo)角度)說(shuō)明能量轉(zhuǎn)換的方向和限度。,*熱量不能從低溫物體傳到高溫物體而不引起其它變化。,2.克勞修斯表述(C),精選,64,注意理解:,精選,65,3.兩種表述的等效性,用反證法證明后兩項(xiàng),可以證明,熱力學(xué)第二定律的兩種表述是完全等效的。,精選,66,假設(shè)K表述不成立。則存在單熱源熱機(jī),可以將熱量完全轉(zhuǎn)化為功而不引起其它影響。建立如圖聯(lián)合循環(huán),,精選,67,假設(shè)C不成立。則存在A=0的致冷機(jī),可以將熱量從低溫?zé)嵩磦飨蚋邷責(zé)嵩炊灰鹌渌绊?。建立如圖聯(lián)合循環(huán),總效果:,精選,68,精選,69,二.熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì),從可逆、不可逆過(guò)程的角度看熱力學(xué)第
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶(hù)所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶(hù)上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶(hù)上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶(hù)因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2025至2030中國(guó)野營(yíng)塑膠用品行業(yè)產(chǎn)業(yè)運(yùn)行態(tài)勢(shì)及投資規(guī)劃深度研究報(bào)告
- 2025至2030中國(guó)自缷車(chē)行業(yè)市場(chǎng)現(xiàn)狀分析及競(jìng)爭(zhēng)格局與投資發(fā)展報(bào)告
- 2025至2030中國(guó)自卸拖車(chē)行業(yè)產(chǎn)業(yè)運(yùn)行態(tài)勢(shì)及投資規(guī)劃深度研究報(bào)告
- 2025至2030中國(guó)自動(dòng)化油箱清潔系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析與未來(lái)投資戰(zhàn)略咨詢(xún)研究報(bào)告
- 2025至2030中國(guó)脂聯(lián)素檢測(cè)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析與未來(lái)投資戰(zhàn)略咨詢(xún)研究報(bào)告
- 2025至2030中國(guó)網(wǎng)絡(luò)游戲行業(yè)市場(chǎng)深度調(diào)研及競(jìng)爭(zhēng)格局與投資報(bào)告
- 2025高三上學(xué)期班主任學(xué)生檔案管理計(jì)劃
- 2025至2030中國(guó)織物基層壓板(SRBF)行業(yè)產(chǎn)業(yè)運(yùn)行態(tài)勢(shì)及投資規(guī)劃深度研究報(bào)告
- 2025至2030中國(guó)組合健身器械行業(yè)市場(chǎng)深度研究及發(fā)展前景投資可行性分析報(bào)告
- 小學(xué)入隊(duì)儀式流程模板他
- 中國(guó)機(jī)器人工程市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告2025
- 2025年金融科技企業(yè)估值方法與投資策略在金融科技企業(yè)并購(gòu)中的應(yīng)用案例報(bào)告
- 農(nóng)文旅項(xiàng)目可行性研究報(bào)告
- 《無(wú)人機(jī)介紹》課件
- 2025-2030中國(guó)硼酸行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及競(jìng)爭(zhēng)格局與投資研究報(bào)告
- 學(xué)校中層干部選拔聘用實(shí)施方案中層干部選聘實(shí)施方案2
- 生物必修1教師用書(shū)
- 園藝植物育種學(xué)知到課后答案智慧樹(shù)章節(jié)測(cè)試答案2025年春浙江大學(xué)
- 《電力機(jī)車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)檢修與維護(hù)》課件 項(xiàng)目二任務(wù)四檢修中繼閥
- GB/T 15683-2025糧油檢驗(yàn)大米直鏈淀粉含量的測(cè)定
- 2025吉林省安全員C證考試(專(zhuān)職安全員)題庫(kù)及答案
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論