1、以实验定律为基础,从能量的观点出发,分析物态变化过程中热功转换问题。主要内容:第七章 热力学内能、功、热量热力学第一定律及其应用循环过程与热机效率热力学第二定律7.1 内能 功 热量一、系统的内能内能是系统状态参量温度 T的单值函数,是一个 状态量 ,内能的改变量只决定于初末两个状态。F =P S.功的几何意义功的几何意义 : 功在数值上等于功在数值上等于 P V 图上过程曲线下的面积。图上过程曲线下的面积。1 2dp12pPdloSVV VV=dl P dPSdlF= =dA V准静态过程中作功问题的求解通过物体作宏观位移来完成的, 把有规则的物体宏观机械运动能量,转化为系统内分子无规则热运
2、动能量的过程。二、外界对系统做功整个过程中所作的功为:三、热量的计算其中 c为物质的比热容, Mc为该物体的热容过程量状态量?C为该物体的摩尔热容1mol 理想气体温度升高 1K时所吸收的热量。一、热力学第一定律表明:系统从外界所吸收的热量,一部分使系统的内能增加,另一部分则用于系统对外界做功。7.2 热力学第一定律及其应用系统对外作功 A为正,外界对系统作功 A为负系统从外界吸热 Q为正,系统向外界放热 Q为负系统内能增加 E为正,系统内能减少 E为负规定:1、定律:2、微分形式3、另一种描述 第一类永动机是不可能制成的一种使系统经历状态变化后回到原状态,且在此过程中不需要外界供给能量而不断
3、向外界作功的机器。dQ = dE + P dV 4、讨论aba bPVOmnVVamb和 anb过程所作的功不同,吸收的热量也不同。所以 功、热量与所经历的过程有关,而 内能 改变只决定于初末态与过程无关。二、热力学第一定律在几个等值过程中的应用特征: V=恒量,dA = 0V =d 0TT12PV0ab V热源 Q1、等容过程或定容摩尔热容( 1)、等容过程吸收的热量 :即气体所吸收的热量全部用来增加其内能。2C V=i R( 2)、定容摩尔热容对于等容过程,有所以1mol 理想气体在等容过程中升温 1K时所吸收的热量。325 6 R= =RR2212.5 20.8 24.9刚性分子 V J.K .mol )的数值C 单位:(单原子 双原子 多原子 1 2P21O. .VV V特征: P=恒量, dP = 0热源 PQ2、等压过程在 PV图上为平行于 X轴的直线。( 1)、气体对外做功的计算