开尔立
开尔文 卡诺 克劳修斯
7-1内能功和热量准静态过程 内能功和热量 理想气体内能E M LRT M,2 内能是状态量是状态参量7的单值函数。 实际气体内能: 所有分子热运动的动能和分子间势能的总和。 内能是状态参量T、V的单值函数
一、内能 功和热量 实际气体内能： 所有分子热运动的动能和分子间势能的总和。 理想气体内能 RT i M M E mol 2 = 内能是状态量,是状态参量T的单值函数。 7-1 内能 功和热量 准静态过程 内能是状态参量T、V的单值函数
系统内能改变的两种方式 1、做功可以改变系统的状态 摩擦升温(机械功)、电加热(电功) 功是过程量 热量传递可以改变系统的内能 热量是过程量 使系统的状态改变,传热和作功是等效的。 作功是系统热能与外界其它形式能量转换的量度。 热量是系统与外界热能转换的量度
系统内能改变的两种方式 作功是系统热能与外界其它形式能量转换的量度。 1、做功可以改变系统的状态 摩擦升温（机械功）、电加热（电功） 功是过程量 2、热量传递可以改变系统的内能 热量是过程量 热量是系统与外界热能转换的量度。 使系统的状态改变，传热和作功是等效的
二、准静态过程 当热力学系统在外界影响下,从一个状态到另 个状态的变化过程,称为热力学过程,简称过程。 热力学过程 准静态过程 非静态过程 准静态过程:系统从一平衡态到另一平衡态,如果过 程中所有中间态都可以近似地看作平衡态的过程。 非静态过程:系统从一平衡态到另一平衡态,过程中 所有中间态为非平衡态的过程
当热力学系统在外界影响下，从一个状态到另一 个状态的变化过程，称为热力学过程，简称过程。 热力学过程 非静态过程 准静态过程 二、准静态过程 准静态过程：系统从一平衡态到另一平衡态，如果过 程中所有中间态都可以近似地看作平衡态的过程。 非静态过程：系统从一平衡态到另一平衡态，过程中 所有中间态为非平衡态的过程
弛豫时间 从平衡态破坏到新平衡态建立所需的时间。 对于实际过程,若系统状态发生变化的特征时间远远 大于弛豫时间,则可近似看作准静态过程。 P一图上,一点代表一个P 平衡态,一条连续曲线代 I(P12V12G1) 表一个准静态过程。 这条曲线的方程称为过程方程, l(P,,V,T) 准静态过程是一种理想的极限
弛豫时间： 从平衡态破坏到新平衡态建立所需的时间。 对于实际过程，若系统状态发生变化的特征时间远远 大于弛豫时间，则可近似看作准静态过程。 p－V图上，一点代表一个 平衡态，一条连续曲线代 表一个准静态过程。 p o V ( , , ) p1 V1 T1 I ( , , ) p2 V2 T2 II • • 这条曲线的方程称为过程方程， 准静态过程是一种理想的极限
三、准静态过程的功和热量 1、体积功的计算 当活塞移动微小位移l时, 系统对外界所作的元功为: P F S-P 光滑 da= Fdl= psal= pdv 系统体积由V变为V2,系统对外界作总功为: A=d4= 外界对系统作功 准静态过程p2=p da=-pe sa=-pe dv d4=-p1 dA Pe dI
三、准静态过程的功和热量 当活塞移动微小位移dl时， 系统对外界所作的元功为： dA = Fdl = pSdl = pdV 系统体积由V1变为V2，系统对外界作总功为： = = 2 1 V V A dA pdV 1、体积功的计算 dl pe p F S 光滑 外界对系统作功 − dA = − pe Sdl = − pe dV − = − = − 2 1 V V A dA pe dV 准静态过程 p p e = − dA = − pdV − = − 2 1 V V A pdV
A=|d4=|.pd d>0,dA>0,系统对外作正功; d<0,lA<0,系统对外作负功 =0,d4=0,系统不作功
dV 0, dA 0, 系统对外作正功； dV 0,dA 0, 系统对外作负功； dV = 0,dA = 0, 系统不作功。 = = 2 1 V V A dA pdV
2、体积功的图示A=[pl P P b由积分意义可知,功的大小等 P 于V图上过程曲线(下 的面积。 0 y vv+dy 比较a,b过程可知,功的数值不仅与初态和 未态有关,而且还依赖于所经历的中间状态,功 与过程的路径有关。—功是过程量
2、体积功的图示 比较 a , b过程可知，功的数值不仅与初态和 末态有关，而且还依赖于所经历的中间状态，功 与过程的路径有关。 ——功是过程量 由积分意义可知，功的大小等 于p—V 图上过程曲线p(V)下 的面积。 = 2 1 V V A pdV • • p V p b a V V2 V1 V + dV I o II p2 p1
准静态过程中热量的计篁 1、热容法 M do M mol M Cm(摩尔热容):lmo-物质升高ⅠK所吸收的热量 2、利用热力学第一定律
C (T T ) M M Q m mol = 2 − 1 准静态过程中热量的计算 Cm (摩尔热容)：1mol物质升高1K所吸收的热量 1、热容法 C dT M M dQ m mol = 2、利用热力学第一定律
7-2热力学第一定律 热力学第一定律 某一过程,系统从外界吸热Q,对外界做功A 系统内能从初始态E变为E2,则由能量守恒: Q+(-4)=AE O=AE+A 热力学第一定律 的普遍形式 规定 Ω>0,系统吸收热量;Q0,系统对外作正功;A0,系统內能增加,AE<0,系统內能减少
一、热力学第一定律 某一过程，系统从外界吸热 Q，对外界做功 A， 系统内能从初始态 E1变为 E2，则由能量守恒： Q + ( −A) = E Q = E + A Q>0，系统吸收热量；Q0,系统对外作正功；A0,系统内能增加，E<0,系统内能减少。 规定 热力学第一定律 的普遍形式 7-2 热力学第一定律