大學(xué)物理電學(xué)

§7-1熱力學(xué)第一定律1.熱力學(xué)過(guò)程

熱力學(xué)系統(tǒng)：在熱力學(xué)中，一般把所研究的物體或物體組稱為熱力學(xué)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱系統(tǒng)。熱力學(xué)過(guò)程：熱力學(xué)系統(tǒng)（大量微觀粒子組成的氣體、固體、液體）狀態(tài)隨時(shí)間變化的過(guò)程。如容器中的氣體分子集合或溶液中液體分子的集合或固體中的分子集合。與系統(tǒng)發(fā)生作用的環(huán)境所研究的物體（氣體、液體或固體）封閉系統(tǒng)作功傳熱無(wú)質(zhì)量交換絕熱系統(tǒng)作功無(wú)質(zhì)量交換無(wú)熱交換孤立系統(tǒng)無(wú)質(zhì)量交換無(wú)能量交換外界外界外界外界外界開放系統(tǒng)作功傳熱質(zhì)量交換系統(tǒng)外界非靜態(tài)過(guò)程（非平衡過(guò)程）(系統(tǒng)從平衡態(tài)1到平衡態(tài)2，經(jīng)過(guò)一個(gè)過(guò)程,平衡態(tài)1必首先被破壞，系統(tǒng)變?yōu)榉瞧胶鈶B(tài)，從非平衡態(tài)到新的平衡態(tài)所需的時(shí)間為弛豫時(shí)間。)當(dāng)系統(tǒng)宏觀變化比弛豫更快時(shí)，這個(gè)過(guò)程中每一狀態(tài)都是非平衡態(tài)。準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程（平衡過(guò)程）當(dāng)系統(tǒng)弛豫比宏觀變化快得多時(shí)，這個(gè)過(guò)程中每一狀態(tài)都可近似看作平衡態(tài)，該過(guò)程就可認(rèn)為是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。在過(guò)程中每一時(shí)刻，系統(tǒng)都處于平衡態(tài)，這是一種理想過(guò)程。熱力學(xué)過(guò)程例1：外界對(duì)系統(tǒng)做功u過(guò)程無(wú)限緩慢，無(wú)摩擦。非平衡態(tài)到平衡態(tài)的過(guò)渡時(shí)間，即弛豫時(shí)間，約10-3秒，如果實(shí)際壓縮一次所用時(shí)間為1秒，就可以說(shuō)是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。外界壓強(qiáng)總比系統(tǒng)壓強(qiáng)大一微小量△P，就可以緩慢壓縮。熱力學(xué)過(guò)程氣體活塞砂子例2：系統(tǒng)（初始溫度T1）從外界吸熱從T1到

T2

是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程狀態(tài)圖中任何一點(diǎn)都代表系統(tǒng)的一個(gè)平衡態(tài)，準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程可以用系統(tǒng)的狀態(tài)圖中一條曲線表示，如P-V圖（或P-T圖，V-T圖）系統(tǒng)T1T1+△TT1+2△TT1+3△TT2熱力學(xué)過(guò)程準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程（狀態(tài)1到狀態(tài)2）氣體對(duì)外界做功：（1）流體體積變化所做的功u氣體對(duì)外界作元功為：PV12準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程（狀態(tài)1到狀態(tài)2）氣體對(duì)外界做