第5章-热力学基础-01.ppt

第5章-热力学基础-01.ppt§4 循环过程卡诺循环
§3 理想气体的等值过程
§2 热力学第一定律
§1 热力学的基本概念
本章主要内容:
第五章
热力学基础
本节主要内容
§5-1 热力学第一定律
1
准静态过程
2
功—热量—内能
3
热力学第一定律
一、准静态过程:
当热力学系统从一个平衡态变化到另一个平衡态,
所经历的中间状态都无限接近于平衡态。
1
2
o
P
V
初态
末态
中间态
一粒一粒增加沙子
中间状态无限缓慢
打个比方
从 T1 到 T2 是准静态过程
例:系统从外界缓慢吸热
缓慢吸热表示为小量
系统 T1
初态
末态
V1
V2
二、功—热量—内能
u
作功和热量传导是系统与外界进行能量传递的方式
以气体膨胀过程为例,气体对外界作元功为:
系统对外界作正功
系统对外界作负功
1、功:
准静态过程中的功可以在P-V图上表示出来
准静态过程(从状态 1 到状态 2 )气体对外界做功:
A (功)的大小等于曲线下的面积
A (功)的正负由过程进行的方向决定
准静态过程(状态1到状态2)气体对外界做功与过程有关
1
2
o
P
V 增大(膨胀),V 减小(压缩)
如图所示,一定量的空气,开始在状态 A,沿直线 AB 变化到状态 B。求此过程中气体所作的功。
O
解:
(直线AB下的面积)
过程由
膨胀,气体对外作正功
例题
2、热量
传递热量和做功不同,传递热量是通过分子无规则运动来完成的,不需要借助机械的方式,也不显示任何宏观运动的迹象。
注意:热量也是过程量,其大小与具体的过程有关
系统由状态 1 变化到状态 2 过程中吸收的热量
微小过程传递热量
传热过程传递能量的多少称作热量,记作
通过热传导也可以使系统和外界进行能量交换,
从而使系统状态发生改变。
3、内能
热力学系统在一定的状态下,具有一定的能量,称为热力学系统的内能。
当气体从温度
内能的变化只决定于初末两个状态,与所经历的过程无关,即内能是系统状态的单值函数。
系统状态发生改变
系统内能发生变化
做功
传热
功
内能改变
热量
三者有何关联?
热力学第一定律
实验证明三个物理量之间有下面关系:
三、热力学第一定律
如果外界向系统传递热量为Q ,系统对外界做功为A,
系统从内能为 E1 的平衡态变化到内能为E2 的平衡态,
外界向系统传递的热量中,一部分用于系统对外做的功,一部分使系统的内能增加。
热力学第一定律
热力学第一定律只需要初态和终态是平衡态,
在过程中所经历的各态并不需要是平衡态
对于系统状态的一个微小变化,即元过程,
热力学第一定
律的微分形式
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