熱力學(xué)基礎(chǔ)07級學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1熱力學(xué)基礎(chǔ)熱力學(xué)基礎(chǔ)(jch)07級級第一頁，共48頁。系統(tǒng)內(nèi)能(ni nn)改變的兩種方式:1、做功可以改變系統(tǒng)的狀態(tài) 摩擦(mc)升溫（機械功）、電加熱（電功） 功是過程量2、熱量傳遞可以改變(gibin)系統(tǒng)的內(nèi)能 熱量是過程量使系統(tǒng)的狀態(tài)改變，傳熱和作功是等效的。1 cal = 4.18 J 1 J = 0.24 cal第1頁/共48頁第二頁，共48頁。 當熱力學(xué)系統(tǒng)在外界影響下，從一個狀態(tài)到另一個狀態(tài)的變化過程，稱為(chn wi)熱力學(xué)過程，簡稱過程。熱力學(xué)過程:2. 非靜態(tài)過程1.準靜態(tài)過程 二、準靜態(tài)(jngti)過程準靜態(tài)(jngti)過程：系統(tǒng)從一平衡態(tài)到另一平衡態(tài)

2、，如果過程中所有中間態(tài)都可以近似地看作平衡態(tài)的過程。非靜態(tài)過程：系統(tǒng)從一平衡態(tài)到另一平衡態(tài)，過程中所有中間態(tài)為非平衡態(tài)的過程。第2頁/共48頁第三頁，共48頁。pV圖上，一點代表一個平衡態(tài)，一條連續(xù)曲線代表一個準靜態(tài)(jngti)過程。這條曲線的方程(fngchng)稱為過程方程(fngchng)，準靜態(tài)過程是一種理想的極限。準靜態(tài)(jngti)過程poV),(111TVpI),(222TVpII V1V2P1P2.試想一容器有某種氣體處于某種狀態(tài)，持續(xù)（如: 一粒/秒）向活塞上輕放沙粒，則氣體從一種狀態(tài)變?yōu)榱硪粻顟B(tài)的過程可近視為準靜態(tài)過程。放置沙粒一天以后第3頁/共48頁第四頁，共48頁。三

3、、準靜態(tài)過程(guchng)的功和熱量當活塞移動微小位移(wiy)dl時，系統(tǒng)對外界所作的元功為：pdVpSdlFdldA 系統(tǒng)(xtng)體積由V1變?yōu)閂2，系統(tǒng)(xtng)對外界作總功為： 21VVpdVdAA1、體積功的計算:dleppSF光光滑滑,dA,dV00 系統(tǒng)對外作正功；,dA,dV00 系統(tǒng)對外作負功；,dA,dV00 系統(tǒng)不作功。第4頁/共48頁第五頁，共48頁。2、體積(tj)功的圖示 比較 a , b過程可知，功的數(shù)值不僅與初態(tài)和末態(tài)有關(guān)(yugun)，而且還依賴于所經(jīng)歷的中間狀態(tài)，功與過程的路徑有關(guān)(yugun)。 功是過程量由積分(jfn)意義可知，功的大小等于pV

4、 圖上過程曲線p(V)下的“面積”。 21VVpdVA pVpba2VVdVV 1VIoII2p1ppdVdA元功：由I態(tài)到II態(tài)的功：第5頁/共48頁第六頁，共48頁。準靜態(tài)過程中熱量(rling)的計算2、熱容(r rn)法1、利用(lyng)熱力學(xué)第一定律第6頁/共48頁第七頁，共48頁。一、熱力學(xué)第一(dy)定律 某一過程，系統(tǒng)從外界(wiji)吸熱 Q，對外界(wiji)做功 A，系統(tǒng)內(nèi)能從初始態(tài) E1變?yōu)?E2，則由能量守恒：E)A(Q AEQ Q0，系統(tǒng)吸收(xshu)熱量；Q0,系統(tǒng)對外作正功；A0,系統(tǒng)內(nèi)能增加，E0 ; 放熱時，Q0 .第39頁/共48頁第四十頁，共48頁。

5、0 可逆可逆TdQ熱溫比的積分(jfn)只取決于初、末狀態(tài)，與過程無關(guān)pVABO12021 ABBATdQTdQ可逆可逆可逆可逆021 BABATdQTdQ可逆可逆可逆可逆 BABATdQTdQ21可逆可逆可逆可逆第40頁/共48頁第四十一頁，共48頁。微小(wixio)過程1、熵是熱力學(xué)系統(tǒng)(xtng)的態(tài)函數(shù)2、某一狀態(tài)(zhungti)的熵值只有相對意義3、系統(tǒng)熵變只取決于始態(tài)和末態(tài)引入新的態(tài)函數(shù)克勞修斯熵，用S 表示 BABAABTdQdSSS可逆可逆TdQdS可逆可逆 4、熵值具有可加性說明:pVABO12第41頁/共48頁第四十二頁，共48頁。二、熵增加原理(yunl)注意： 熵增

6、加是指孤立系統(tǒng)的所有物體的熵之和的增加 孤立系統(tǒng)內(nèi)個別(gbi)物體，熵也可能減少。孤立系統(tǒng)(xtng)中的可逆過程，其熵不變；孤立系統(tǒng)(xtng)中的不可逆過程，其熵要增加。即自然過程進行的方向是熵增加的方向。第42頁/共48頁第四十三頁，共48頁。7-9 熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(tngj)意義一、熱力學(xué)第二定律(dngl)的微觀意義系統(tǒng)的熱力學(xué)過程就是大量分子無序運動(yndng)狀態(tài)的變化功變熱過程、熱傳遞過程、氣體自由膨脹過程大量分子從無序程度較?。ɑ蛴行颍┑倪\動狀態(tài)向無序程度大（或無序）的運動狀態(tài)轉(zhuǎn)化熱力學(xué)第二定律的微觀意義一切自然過程總是沿著無序性增大的方向進行。第43頁/共48頁第四十四頁，共48頁。2、玻爾茲曼熵自然(zrn)過程是向微觀狀態(tài)數(shù)（熱力學(xué)概率） 增大的方向進行。引入態(tài)函數(shù)熵 lnkS 在孤立系統(tǒng)中所進行的自然過程總是沿著熵增大的方向(fngxing)記性，平衡態(tài)對應(yīng)于熵最大的狀態(tài)，即熵增加原理。熵的微觀意義是系統(tǒng)(xtng)內(nèi)分子熱運動無序性的量度熵具有可加性21SSS 21 lnklnkS 21 lnklnk 0 S 玻爾茲曼熵第44頁/共48頁第四十五頁，共48頁。精品(jn pn)課件！第45頁/共48頁第四十