6-3-熱力學第一定律在幾種典型準靜態(tài)過程中的應用解析

6-2熱力學第確定律在幾種典型準靜態(tài)過程中的應用計算各等值過程的熱量、功和內(nèi)能的理論基礎（1）（理想氣體的共性）（2）解決過程中能量轉換的問題（3）（理想氣體的狀態(tài)函數(shù)）

（4）各準靜態(tài)過程的特性.單位一等體過程定體摩爾熱容過程方程常量熱力學第一定律特性常量

定體摩爾熱容:

理想氣體在等體過程中吸收的熱量，使溫度升高,其定體摩爾熱容為1、熱容：使物質(zhì)溫度上升1K所須要的熱量稱為該物質(zhì)的熱容。2、比熱容：單位質(zhì)量的熱容稱為比熱容。熱力學第一定律

等體升壓

12

等體降壓

12單原子分子志向氣體雙原子分子志向氣體多原子分子志向氣體12二等壓過程定壓摩爾熱容過程方程常量熱一律特性常量功

定壓摩爾熱容:

理想氣體在等壓過程中吸收的熱量，溫度升高，其定壓摩爾熱容為W可得定壓摩爾熱容和定體摩爾熱容的關系摩爾熱容比

12W等壓膨脹12W等壓壓縮

A

A志向氣體的定壓摩爾熱容比定體摩爾熱容大一個恒量R等體過程中，氣體吸取的熱量全部用來增加系統(tǒng)的內(nèi)能等壓過程中，氣體吸取的熱量，一部分用來增加系統(tǒng)的內(nèi)能，還有一部分用于氣體膨脹時對外界作功氣體上升相同的溫度，在等壓過程吸取的熱量要比在等體過程中吸取的熱量多。[例1]20g的氦氣從初始溫度為17oC分別通過（1）等容過程（2）等壓過程，升溫至27oC，求氣體內(nèi)能增量、吸取的熱量、氣體對外作的功。解：（1）V不變，A=0（2）P不變，三等溫過程熱力學第確定律恒溫熱源T12特征常量過程方程常量12等溫膨脹W12W等溫壓縮

A

A[例2]原在標準狀態(tài)下的2mol的氫氣，閱歷一過程吸熱500J。問：（1）若該過程是等容過程，氣體對外做功多少？末態(tài)壓強P=?（2）若該過程是等溫過程，氣體對外做功是多少？末態(tài)體積V=?（3）若該過程是等壓過程，末態(tài)溫度T=?氣體對外做功多少？解：（1）等容過程A=0，（2）等溫過程：A=Q=500J（3）等壓過程吸取的熱量：12四絕熱過程與外界無熱量交換的過程1.特征絕熱的汽缸壁和活塞熱一律若已知及12W從可得由熱力學第確定律有

2.絕熱過程方程的推導分離變量得12絕熱

方程常量常量常量12W絕熱膨脹12W絕熱壓縮

A

A3.絕熱線和等溫線絕熱過程曲線的斜率等溫過程曲線的斜率

絕熱線的斜率大于等溫線的斜率.常量常量ABC常量探討：下面志向氣體的各種過程是否可能？（1）內(nèi)能削減的等容加熱過程。（2）吸取熱量的等溫壓縮過程。（3）吸取熱量的等壓壓縮過程。（4）內(nèi)能增加的絕熱壓縮過程。（不行能。dV=0,dA=0dQ=dE,加熱則dQ>0,dE>0)（不行能.等溫過程PV=C,dA<0,dT=0,dE=0,dQ=dA<0,只能放熱。）（不行能。dA<0,即dE<0,dQ<0,故只能放熱。）（可能。dA<0,絕熱過程dQ=0,dE=-dA>0,則系統(tǒng)內(nèi)能增加。）例3設有5mol的氫氣，最初的壓強為溫度為，求在下列過程中，把氫氣壓縮為原體積的1/10需作的功:1）等溫過程，2）絕熱過程.3）經(jīng)這兩過程后，氣體的壓強各為多少？解1）等溫過程2）氫氣為雙原子氣體由表查得，有12常量3）對等溫過程對絕熱過程,有12常量解：（1）

（2）

（3）

五、多方過程事實上，氣體所進行的過程，常常既不是等溫又不是絕熱的，而是介于兩者之間，可表示為PVn=常量（n為多方指數(shù)）凡滿足上式的過程稱為多方過程。n=1——等溫過程n=——絕熱過程n=0——等壓過程n=——等容過程一般狀況1n，多方過程可近似代表氣體內(nèi)進行的實際過程。