大學(xué)物理課件：第二課堂 熱力學(xué)基礎(chǔ)

1、2、常見過程、常見過程PV=RTvPpvCCR22iCR2iC一、熱力學(xué)第一定律一、熱力學(xué)第一定律EAQ1、A、Q、 E的計(jì)算：的計(jì)算： PdVA)TT(R2iE12)TT(CMmQ12mol過程dTdQC等容過程等容過程 dVdV=0 =0 等壓過程等壓過程 dPdP=0=0等溫過程等溫過程 dTdT=0 =0 絕熱過程絕熱過程 dQdQ=0=0第二課堂第二課堂 熱力學(xué)基礎(chǔ)熱力學(xué)基礎(chǔ)多方過程多方過程 PVn =常量（常量（n為多方指數(shù)）為多方指數(shù)）CPVCPV例例1、（習(xí)題冊(cè)（習(xí)題冊(cè)7） III Q例例2、自測(cè)練習(xí)、自測(cè)練習(xí)p34 計(jì)計(jì)2解：解：求：（求：（1）I的末態(tài)的末態(tài)P、T （2）外

2、界傳給）外界傳給I中的氣體的熱量中的氣體的熱量IIII0II0IIVPVP57i2iCCvP容器被分割為兩部分，左端封閉容器被分割為兩部分，左端封閉且導(dǎo)熱，其他部分絕熱，雙原子且導(dǎo)熱，其他部分絕熱，雙原子C0TT00II0I已知：已知：atm1PP0II0Il36VV0II0Il18VII分析分析：PI=PII； II中進(jìn)行的是絕熱壓縮中進(jìn)行的是絕熱壓縮Pa1067. 2atm64. 2P)VV(P50IIII0IIII)Pa10013.1atm1 (5（2）IIIAEQIIIAE IIIEE)AE0(IIII)TT(CMm)TT(CMmQ0IIIIVII0IIVII)R2iCRTMmPV(v

3、 ) J (1098. 2)VPVP(25)VPVP(2540II0IIIIII0I0III例例3、習(xí)題冊(cè)、習(xí)題冊(cè) 8 K10018. 1TTVPTVP3IIII0I0I0I),(111TVp),(222TVp121p2p1V2VpVo3、P V圖圖0A0V0A0VAS PVEAQ例例4、由由P V圖填寫圖填寫下表。若下表。若C4A過程中過程中，外界對(duì)其作功，外界對(duì)其作功75J，而經(jīng)歷過程，而經(jīng)歷過程A2C時(shí)時(shí)對(duì)外作功對(duì)外作功100J，則過，則過程程A2C從外界吸收的從外界吸收的熱量是多少熱量是多少？ABC5dQ=0 421 dT=03過程過程 A1B A2C B3A C4A A5CQ正負(fù)零正

4、負(fù)零 0 0 0 0= 0J2575100EAQEAQPVA2C0E0A 二、熱力學(xué)循環(huán)二、熱力學(xué)循環(huán) 兩種循環(huán)：兩種循環(huán)： 正循環(huán)正循環(huán) A凈凈0 （蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)）（蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)） 逆循環(huán)逆循環(huán) A凈凈= 0 （致冷裝置）（致冷裝置）abVP特點(diǎn)：特點(diǎn)：E=0 Q吸吸- Q放放 = Q凈凈 = A凈凈熱機(jī)效率熱機(jī)效率：吸放吸凈QQ1QA吸放吸吸QQQAQT1T2Q吸吸Q放放AT1T2AQ吸吸Q放放高溫高溫高溫高溫低溫低溫低溫低溫 致冷系數(shù)：致冷系數(shù)：Vop2TW1TABCD1p2p4p3p1V4V2V3V21TT 卡諾循環(huán)（卡諾循環(huán)（Carnot cycle）卡諾循環(huán)：卡諾循環(huán)： 兩個(gè)絕

5、熱過程兩個(gè)絕熱過程 兩個(gè)等溫過程兩個(gè)等溫過程高低吸凈TT1QA低高低吸TTTAQT1T2Q吸吸Q放放AT1T2AQ吸吸Q放放高溫高溫高溫高溫低溫低溫低溫低溫VP1(P1、V1、T0）2(P2、V2、T0）3(P2、V3、nT0）)TnT(CQQ00P23吸吸013011nTVTV0302nTVTV121nVV120VVlnRTQ放放10nlnRTnlnT)RC(0V00VT) 1n)(RC(1nnln1QQ1吸吸放放例例6 6、1mol1mol單原子理想氣體的循環(huán)單原子理想氣體的循環(huán)過程如過程如T-VT-V圖所示，其中圖所示，其中C C點(diǎn)的溫度點(diǎn)的溫度為為T Tc c=600K=600K。試求

6、：。試求：（1 1）abab、bcbc、caca各個(gè)過程系統(tǒng)吸各個(gè)過程系統(tǒng)吸收的熱量；收的熱量；（2 2）經(jīng)一循環(huán)系統(tǒng)所作的凈功；）經(jīng)一循環(huán)系統(tǒng)所作的凈功；（3 3）循環(huán)的效率。（）循環(huán)的效率。（Ln2=0.693Ln2=0.693）abcvTPVabc解：解：300KTVTVbbaabTJ5 .6232TR22iTaa bbpabTTCQ 0 吸熱吸熱0 吸熱吸熱963JQ-AabcabaQQ13.4%AcabaQQ例例7 7、有一卡諾循環(huán)當(dāng)熱源溫度、有一卡諾循環(huán)當(dāng)熱源溫度100100，冷卻器，冷卻器溫度溫度00時(shí)，一循環(huán)作凈功時(shí)，一循環(huán)作凈功8000J8000J。維持冷卻器。維持冷卻器溫度

7、不變，提高熱源的溫度，使凈功增為溫度不變，提高熱源的溫度，使凈功增為10000J10000J。若此兩循環(huán)都工作于相同的兩絕熱線。若此兩循環(huán)都工作于相同的兩絕熱線之間，工作物質(zhì)為同質(zhì)量的理想氣體，則熱源之間，工作物質(zhì)為同質(zhì)量的理想氣體，則熱源溫度增為多少？效率增為多少？溫度增為多少？效率增為多少？ 0 100 T=?PV高低吸放TT1QQ1 高低吸放TTQQ0 100 T=?PV高低吸放TT1QQ1 放低低高放低高放吸凈QTTTQ1TTQQA45低高低高凈凈TTTTAAC1250高T%4 .31高低TT1 高低吸放TTQQ三、三、 熱力學(xué)的二定律熱力學(xué)的二定律 1 1、克勞修斯表述：、克勞修斯表述： 熱量不可能熱量不可能自動(dòng)地自動(dòng)地從低溫物體傳到高溫物體從低溫物體傳到高溫物體2 2、開爾文表述：、開爾文表述： 不可能從單一熱源吸取熱量，使之完全變成不可能從單一熱源吸取熱量，使之完全變成有用的功有用的功而不產(chǎn)生其他影響而不產(chǎn)生其他影響。 3、理想氣體絕熱真空膨脹過程、理想氣體絕