1-2 热力学第一定律.ppt

复****br/>什么是热力学?
研究热功转换的一门学科
热力学的内容?
热一律:能量转换的定量关系
热二律:方向和限度问题
热三律:规定熵,解决化学平衡的计算问题
基本概念?
系统与环境
系统的性质
热力学平衡态
状态和状态函数
过程与途径
热和功
敞开、封闭、隔离
广度性质、强度性质
热、机械、化学、相平衡
-1定律、十六字“箴言”
途径与过程组成
符合
热力学第一定律?
能量守恒定律
热一律表达式:a:数学;b:文字;c:永动机
1
热力学第一定律
若是 n 有定值的封闭系统,则对于微小变化
热力学能是状态函数,对于只含一种化合物的单相系统,经验证明,用 p,V,T 中的任意两个和物质的量 n 就能确定系统的状态,即
如果是
2
热力学第一定律
热和功的取号与热力学能变化的关系
系统吸热
系统放热
W>0
W<0
Q<0
系统
Q>0
对环境作功
对系统作功
环境
U = Q + W
U >0
U <0
3
电源通电10秒
大量恒温
水流过
电源
解:
1:系统状态未变,故ΔU=0,水(环境)吸热Q<0,电源(环境)做功W>0
2:系统绝热,故Q=0,电源(环境)做功W>0,ΔU=Q+W= W> 0
3:为孤立系统,故ΔU=0,Q=0,W=0


、电源和水为系统。判断Q, W, ΔU是>0, <0, 还是=0?
热力学第一定律
例
4
功与过程
膨胀功
5
设在定温下,一定量理想气体在活塞筒中克服外压,经4种不同途径,体积从V1膨胀到V2所作的功。
(free expansion)
(pe保持不变)
系统所作功的绝对值如阴影面积所示。
功与过程
阴影面积代表
6
2。一次等外压膨胀所作的功
阴影面积代表
7
可见,外压差距越小,膨胀次数越多,做的功也越多。
所作的功等于2次作功的加和。
(1) 克服外压为,体积从膨胀到;
(2) 克服外压为,体积从膨胀到。
3。多次等外压膨胀所作的功
8
2
V
3。多次等外压膨胀所作的功
9
4. 外压比内压小一个无穷小的值
外压相当于一杯水,水不断蒸发,这样的膨胀过程是无限缓慢的,每一步都接近于平衡态。所作的功为:
这种过程近似地可看作可逆过程,系统所作的功最大。
对理想气体
阴影面积为
10