熱力學(xué)小結(jié)1 (2)課件

熱學(xué)習(xí)題課一、基本要求

1、理解理想氣體的壓強(qiáng)公式和溫度公式，并能從宏觀和統(tǒng)計(jì)意義上理解壓強(qiáng)、溫度和內(nèi)能等概念。

2、了解麥克斯韋速率分布定律和分布函數(shù)，了解分布曲線的物理意義，理解三種統(tǒng)計(jì)速率。

3、理解氣體分子能量均分定理，理解氣體分子內(nèi)能的計(jì)算。4、了解氣體分子平均碰撞次數(shù)和平均自由程。氣體動(dòng)理論二、基本內(nèi)容1、理想氣體壓強(qiáng)公式或2、理想氣體溫度公式3、能量按自由度均分定理理想氣體內(nèi)能任一自由度平均能量5、平均碰撞次數(shù)和平均自由程熱力學(xué)基礎(chǔ)一、基本要求1、掌握功、熱量和內(nèi)能的概念，理解平衡過程。3、理解循環(huán)過程和卡諾循環(huán)4、理解熱力學(xué)第二定律的兩種敘述，理解可逆過程和不可逆過程。2、熟練分析、計(jì)算理想氣體等值過程中功、熱量和內(nèi)能。5、了解熵的計(jì)算二、基本內(nèi)容1、功、熱量、內(nèi)能2、熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用(過程量)(過程量)(狀態(tài)量)ò=PdVA()12TTCmMV-=ED等值過程中和的計(jì)算EQD,A()12TTQ-=理想氣體物態(tài)方程VpRMmT熱力學(xué)第一定律QAEEAQ過程過程方程2p1T常量p1T1pT2V1T常量T1T21V2VppV常量1p1V22VpV常量g11pVgp22Vg0MmTCVMmTCVMmTCV00MmTCpMmTCVMmCTQMmTCVEpVdATTT21E2E1E2iRCVCpCVRgCVCppV或MmTR或MmRT1lnV21V1p1VlnV21VMmRT1lnV21V1p1VlnV21V或11pVp22Vg1等體等壓等溫絕熱克勞修斯“熱量不能自動(dòng)的從低溫物體傳向高溫物體”開爾文“其唯一效果是熱全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ倪^程是不可能的”5、可逆過程和不可逆過程6、熵增加原理

*孤立（或絕熱）系統(tǒng)內(nèi)部所發(fā)生的過程不可逆時(shí)，其熵增加；所發(fā)生的過程可逆時(shí)，其熵不變。*對(duì)于孤立系統(tǒng)內(nèi)的各種可能狀態(tài)而言，平衡態(tài)的熵最大。*自然過程方向沿著系統(tǒng)微觀態(tài)增大，即分子運(yùn)動(dòng)更加無序的方向進(jìn)行。

熱力學(xué)第二定律亦可表述為：一切自發(fā)過程總是向著熵增加的方向進(jìn)行.無限小可逆過程

熱力學(xué)系統(tǒng)從初態(tài)A

變化到末態(tài)B

，系統(tǒng)熵的增量等于初態(tài)A和末態(tài)

B之間任意一可逆過程熱溫比（）的積分.物理意義

熵的單位**ABCDE

可逆過程

解系統(tǒng)為孤立系統(tǒng),混合是不可逆的等壓過程.為計(jì)算熵變,可假設(shè)一可逆等壓混合過程.

設(shè)平衡時(shí)水溫為,水的定壓比熱容為由能量守恒得

例1

計(jì)算不同溫度液體混合后的熵變.質(zhì)量為0.30kg、溫度為的水,與質(zhì)量為0.70kg、溫度為的水混合后，最后達(dá)到平衡狀態(tài).試求水的熵變.設(shè)整個(gè)系統(tǒng)與外界間無能量傳遞.(已知水的比熱為各部分熱水的熵變（可視為等體過程）顯然孤立系統(tǒng)中不可逆過程熵是增加的.證明

理想氣體真空膨脹過程是不可逆的.

在態(tài)1和態(tài)2之間假設(shè)一可逆等溫膨脹過程不可逆121.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,若氧氣和氦氣的體積比V1/V2=1/2,則其內(nèi)能E1/E2為:[B]（A）1/2;（B）5/6;（C）3/2;（D）1/3.4.一絕熱容器被隔板分為兩半，一半是真空，另一半理想氣體，若把隔板抽出，氣體將進(jìn)行自由膨脹，達(dá)到平衡后：（A）溫度不變，熵增加；（B）溫度升高，熵增加；（C）溫度降低，熵增加；（D）溫度不變，熵不變。[A

]9.一定量的理想氣體從體積V1膨脹到體積V2分別經(jīng)歷的過程是：AB等壓過程；AC等溫過程；AD絕熱過程,其中吸熱最多的過程。[A

]（A）是AB

；（B）是A

C;（C）是AD

；（D）既是AB也是AC,兩過程吸熱一樣多。6.一定量某理想氣體所經(jīng)歷的循環(huán)過程是：從初態(tài)（V0，T0）開始，先經(jīng)絕熱膨脹使其體積增大1倍，再經(jīng)等容升溫回復(fù)到初態(tài)溫度T0，最后經(jīng)等溫過程使其體積回復(fù)為V0，則氣體在此循環(huán)過程中：（A）對(duì)外作的凈功為正值；（B）對(duì)外作的凈功為負(fù)值；（C）內(nèi)能增加了；（D）從外界凈吸的熱量為正值。

[B]8.溫度為25C、壓強(qiáng)為1atm的1mol剛性雙原子分子理想氣體，經(jīng)等溫過程體積膨脹至原來的3倍．(1)計(jì)算這個(gè)過程中氣體對(duì)外的功.(2)假設(shè)氣體經(jīng)絕熱過程體積膨脹至原來的3倍,那么氣體對(duì)外做的功又是多少?摩爾氣體常數(shù)解：（1）等溫過程氣體對(duì)外作功為（2）絕熱過程氣體對(duì)外作功1.如圖示，有一定量的理想氣體，從初狀態(tài)a（P1,V1）開始，經(jīng)過一個(gè)等容過程達(dá)到壓強(qiáng)為P1/4的b態(tài)，再經(jīng)過一個(gè)等壓過程達(dá)到狀態(tài)c,最后經(jīng)等溫過程而完成一個(gè)循環(huán)，求該循環(huán)過程中系統(tǒng)對(duì)外作的功W和凈吸熱量Q。解：設(shè)狀態(tài)C的體積為V2，則由a、c兩狀態(tài)的溫度相同，故有，又：循環(huán)過程而在ab等容過程中功在bc等壓過程中功在ca的過程在整個(gè)循環(huán)過程系統(tǒng)對(duì)外作的功和吸收的熱量為負(fù)號(hào)說明外界對(duì)系統(tǒng)作功、系統(tǒng)對(duì)外放熱。3.0.02kg的氦氣（視為理想氣體）,溫度由17°C升為27°C,若在升溫過程中,（1）體積保持不變；（2）壓強(qiáng)保持不變；（3）不與外界交換熱量,試分別求出氣體內(nèi)能的改變、吸收的熱量、外界對(duì)氣體作的功。4.1mol單原子分子理想氣體的循環(huán)過程如T-V圖所示，其中C點(diǎn)的溫度為Tc=600K.試求：（1）ab、bc、ca各個(gè)過程系統(tǒng)