氣體可與外界同時(shí)有熱交互作用及力學(xué)交互作用

氣體氣體可與外界同時(shí)有熱交互作用及力學(xué)交互作用?？赏瑫r(shí)交換熱量並作功T溫度L長(zhǎng)度固體膨脹所作的功太??！同溫度的氣體，在不同壓力下，可以有不同體積，顯然是處?kù)恫煌臓顟B(tài)！T溫度V體積壓力不同T溫度L長(zhǎng)度固體溫度與大小有一對(duì)一的對(duì)應(yīng)！氣壓對(duì)固體大小的影響可以忽略。TVv1v2氣體需要兩個(gè)物理量來(lái)描述標(biāo)定它的狀態(tài)。氣體需要兩個(gè)物理量來(lái)描述標(biāo)定它的狀態(tài)?？蛇x擇壓力P和體積V作為熱座標(biāo)。一個(gè)過(guò)程對(duì)應(yīng)一條路徑右圖即為理想氣體的定溫過(guò)程。氣體有兩個(gè)熱座標(biāo)一個(gè)PV圖上的點(diǎn)代表一個(gè)狀態(tài)。氣體自由擴(kuò)散過(guò)程的中途氣體並不處?kù)镀胶鈶B(tài)！但並不是每一個(gè)過(guò)程都可以用一條路徑代表：氣體只有平衡態(tài)才有一個(gè)特定壓力只有平衡態(tài)才可以用一個(gè)點(diǎn)來(lái)代表定容過(guò)程：化學(xué)反應(yīng)多在定壓下進(jìn)行：定壓過(guò)程：將固體的熱力學(xué)定律翻譯為氣體的熱力學(xué)定律溫度與熱座標(biāo)有一對(duì)一的對(duì)應(yīng)，溫度為熱座標(biāo)的函數(shù)T溫度狀態(tài)一對(duì)一對(duì)應(yīng)熱座標(biāo)L,V,d…..一對(duì)一對(duì)應(yīng)L,T狀態(tài)固體的熱力學(xué)第零定律兩個(gè)熱座標(biāo)決定狀態(tài)，一個(gè)狀態(tài)只有一個(gè)溫度T溫度狀態(tài)熱座標(biāo)P,V…..一對(duì)一對(duì)應(yīng)氣體的熱力學(xué)第零定律每一個(gè)狀態(tài)有一個(gè)溫度氣體的熱力學(xué)第零定律溫度T

是壓力與體積的函數(shù)。狀態(tài)方程式理想氣體定溫的狀態(tài)形成一條一條的線！L,T狀態(tài)這個(gè)函數(shù)控制了氣體與其他系統(tǒng)的熱平衡關(guān)係！固體的熱力學(xué)第一定律熱量交換造成內(nèi)能的變化功可以轉(zhuǎn)換為熱，而改變系統(tǒng)的內(nèi)能功熱量交換能量變化氣體的熱力學(xué)第一定律EintiEintf氣體的熱力學(xué)第一定律EintiEintf對(duì)固體來(lái)說(shuō)熱量等於內(nèi)能變化：先研究多出來(lái)的功，是否可以計(jì)算！氣體則必須另外加入功找到內(nèi)能後，熱量就可以算了對(duì)固體來(lái)說(shuō)熱量就等於內(nèi)能變化：氣體則必須另外加入功找到內(nèi)能後，熱量就可以算了一個(gè)過(guò)程所作的功即該過(guò)程所對(duì)應(yīng)的路徑下所包圍的面積。功可以在PV圖上計(jì)算！外力對(duì)氣體所作的功為：對(duì)無(wú)限小過(guò)程有限的過(guò)程是無(wú)限小過(guò)程的和：17-2先研究多出來(lái)的功，是否可以計(jì)算！定容過(guò)程：Isochoric化學(xué)反應(yīng)多在定壓下進(jìn)行：定壓過(guò)程：Isobaric壓縮時(shí)功是負(fù)的！一個(gè)cycle對(duì)應(yīng)一個(gè)封閉路徑，路徑內(nèi)所包圍面積即是該循環(huán)所作的功。不同路徑所作的功不相等！相同的起點(diǎn)與終點(diǎn)xxixfxxixf功W

是一個(gè)過(guò)程的物理量。原則上可能與過(guò)程的細(xì)節(jié)相關(guān)！對(duì)一維的力，一個(gè)過(guò)程的功證明只與前後狀態(tài)有關(guān)！力學(xué)中的功位能U則是屬於狀態(tài)的物理量！這對(duì)熱力學(xué)中的功也對(duì)嗎？由右圖，相同的前後狀態(tài)，不同的路徑所做的功顯然不同！功無(wú)法寫(xiě)成一個(gè)狀態(tài)物理量的前後差！任何狀態(tài)物理量的前後差必定為零EintiEintf17-3(P515),17-4功無(wú)法寫(xiě)成一個(gè)狀態(tài)物理量的前後差！熱也無(wú)法寫(xiě)成一個(gè)狀態(tài)物理量的前後差！但功加上熱卻可以寫(xiě)成一個(gè)狀態(tài)物理量（內(nèi)能）的前後差！熱力學(xué)第一定律只與前後的狀態(tài)有關(guān)，與路徑無(wú)關(guān)。Q,W

與路徑有關(guān)。無(wú)論採(cǎi)那一條路徑，相同前後狀態(tài)的內(nèi)能差是一樣的一個(gè)狀態(tài)只對(duì)應(yīng)一個(gè)內(nèi)能值，因此內(nèi)能為壓力與體積的一個(gè)函數(shù)。做一次實(shí)驗(yàn)所找到的內(nèi)能是用於其他任何的過(guò)程！利用一次實(shí)驗(yàn)找到此內(nèi)能函數(shù)，以後就能利用找到的函數(shù)決定任一個(gè)過(guò)程的熱量交換Q。就像地圖或列表！可查可算Q

就可以得到了！定容過(guò)程的熱交換：定容的熱交換即是內(nèi)能差！化學(xué)反應(yīng)多在定壓下進(jìn)行：定壓下亦為P,V的函數(shù)，稱為焓Enthalpy定壓的熱交換即是焓差！定容過(guò)程的熱交換：定容的熱交換即是內(nèi)能差！定壓過(guò)程的熱交換：定壓的熱交換即是焓差！熱也無(wú)法寫(xiě)成一個(gè)狀態(tài)物理量的前後差！功無(wú)法寫(xiě)成一個(gè)狀態(tài)物理量的前後差！例外！在定容及定壓過(guò)程，熱可以寫(xiě)成一個(gè)狀態(tài)物理量的前後差！比熱與路徑有關(guān)定容過(guò)程定壓過(guò)程氣體也可以定義比熱。整個(gè)過(guò)程外界對(duì)氣體作的總功為對(duì)過(guò)程AB又知道：例題：T溫度溫度為長(zhǎng)度的函數(shù)T(L)L長(zhǎng)度有了這兩個(gè)係數(shù)，固體的所有熱性質(zhì)都可以研究了！對(duì)於固體：得到此兩函數(shù)，即能計(jì)算出熱過(guò)程的熱量交換Q以及系統(tǒng)與外界的熱平衡關(guān)係?；?qū)稓怏w：以上是氣體熱物理學(xué)的通論適用於任何氣體（事實(shí)上適用於任何只有兩個(gè)熱座標(biāo)的熱系統(tǒng)）！接著討論一個(gè)極普遍的特例！理想氣體IdealGas實(shí)驗(yàn)得知，對(duì)大部分氣體，在密度不大的情況下:狀態(tài)方程式絕對(duì)溫標(biāo)理想氣體的內(nèi)能比例常數(shù)

a的物理意義：在定容過(guò)程中實(shí)驗(yàn)得知，對(duì)大部分氣體，在密度不大的情況下:在自由擴(kuò)散後，溫度不變內(nèi)能由溫度決定進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，內(nèi)能與溫度成正比！單原子分子組成的理想氣體雙原子分子組成的理想氣體多原子分子組成的理想氣體預(yù)測(cè)：定壓過(guò)程的吸放熱，算出定壓比熱定壓下根據(jù)定義因此17-7單原子分子組成的理想氣體雙原子分子組成的理想氣體多原子分子組成的理想氣體理想氣體：雙原子分子組成由各個(gè)狀態(tài)的壓力與體積即可算出其溫度由溫度即可算出內(nèi)能！預(yù)測(cè)：定溫過(guò)程的吸放熱T是常數(shù)內(nèi)能不變和固體液體非常不同，氣體溫度不變時(shí)亦可吸熱而不相變，所吸收熱量轉(zhuǎn)化為對(duì)外界做功。絕熱過(guò)程AdiabaticProcessP和V的關(guān)係為何？考慮一無(wú)限小