大学物理:热力学基础 第11章热力学基础 风力发电 为了环境不受污染,也为解决一次性能源大量消耗终将导致枯竭的危险,人 们在不断的寻求新能源。目前全球风力发电装机容量已超过13932MW 物理系,史彭
物理系：史彭 大学物理：热力学基础 第11章 热力学基础 风力发电 为了环境不受污染，也为解决一次性能源大量消耗终将导致枯竭的危险，人 们在不断的寻求新能源。目前全球风力发电装机容量已超过13932 MW
大学物理:热力学基础 热力学 热力学系统热功转换关系热功转换条件 热热热热力学第一定律热力学第二定律 力力力 学学学 应用 两种可逆 系状过 表述过程 统 态 程 四个准 与不 分 静态过|丿 可逆 类 程 过程 物理系,史彭
物理系：史彭 大学物理：热力学基础 热力学 热力学系统 热功转换关系 热功转换条件 热 力 学 系 统 分 类 热 力 学 状 态 热 力 学 过 程 热力学第一定律 四个准 静态过 程 应用 循环 过程 热力学第二定律 两种 表述 可逆 过程 与不 可逆 过程
大学物理:热力学基础 81.1热力学的研究对象和研究方法 热学的研究对象 热现象物体与温度有关的物理性质及状态的变化 热学研究热现象的理论 热力学从能量转换的观点研究物质的热学性质和其宏观 规律 热学的研究方法 宏观量描述宏观物体特性的物理量;如温度、压强、体 积、热容量、密度、熵等 微观量描述微观粒子特征的物理量;如质量、速度、能量、 动量等。 物理系:史彭
物理系：史彭 大学物理：热力学基础 §11.1 热力学的研究对象和研究方法 一.热学的研究对象 热现象 热 学 物体与温度有关的物理性质及状态的变化 研究热现象的理论 热力学 从能量转换的观点研究物质的热学性质和其宏观 规律 宏观量 二. 热学的研究方法 微观量 描述宏观物体特性的物理量；如温度、压强、体 积、热容量、密度、熵等。 描述微观粒子特征的物理量；如质量、速度、能量、 动量等
大学物理:热力学基础 宏观理论 微观理论 (热力学) (统计物理学) 研究对象 热现象 热现象 物理量 宏观量 微观量 出发点 观察和实验 微观粒子 方法 总结归纳 统计平均方法 逻辑推理 力学规律 优点 普遍,可靠 揭露本质 缺点 不深刻 无法自我验险证 二者关系热力学验证统计物理学,统计物理学揭示热 力学本质 物理系:史彭
物理系：史彭 大学物理：热力学基础 出 发 点 观察和实验 微观粒子 热力学验证统计物理学，统计物理学揭示热 力学本质 二者关系 缺 点 不深刻 无法自我验证 优 点 普遍，可靠 揭露本质 统计平均方法 力学规律 总结归纳 逻辑推理 方 法 物 理 量 宏观量 微观量 研究对象 热现象 热现象 微观理论 （统计物理学） 宏观理论 （热力学）
大学物理:热力学基础 §1.2平衡态与准静态过程 理想气体状态方程 系统和外界 热力学系统热力学所研究的具体对象,简称系统。 系统是由大量分子组成,如气缸中的气体。 外界系统以外的物体 系统与外界可以有相互作用 例如:热传递、质量交换等 物理系:史彭
物理系：史彭 大学物理：热力学基础 §11.2 平衡态与准静态过程 理想气体状态方程 一. 系统和外界 热力学系统 热力学所研究的具体对象，简称系统。 外界 系统是由大量分子组成，如气缸中的气体。 系统以外的物体 系统与外界可以有相互作用 例如：热传递、质量交换等 • • •
大学物理:热力学基础 系统的分类 (1)孤立系统:与外界既无物质交换,也无能量交换的系 统。如,理想的暖水瓶內部。 (2)封闭系统:与外界无物质交换,但有能量交换的系统 如,氧气瓶内部。 (3)开放系统:与外界既有物质交换,又有能量交换的系 统。如,开盖的容器内部。 孤立系统 封闭系统 开放系统 物理系:史彭
物理系：史彭 大学物理：热力学基础 • 系统的分类 （1）孤立系统：与外界既无物质交换，也无能量交换的系 统。如，理想的暖水瓶内部。 （2）封闭系统：与外界无物质交换，但有能量交换的系统。 如，氧气瓶内部。 （3）开放系统：与外界既有物质交换，又有能量交换的系 统。如，开盖的容器内部。 开 放 系 统 封 闭 系 统 孤 立 系 统
大学物理:热力学基础 气体的状态参量 体积()气体分子可能到达的整个空间的体积 压强(p)大量分子与器壁及分子之间不断碰撞而产生的 宏观效果 温度()大量分子热运动的剧烈程度 温标:温度的数值表示方法 国际上规定水的三相点温度为27316K 物理系:史彭
物理系：史彭 大学物理：热力学基础 二.气体的状态参量 温度(T) 体积(V) 压强(p) 气体分子可能到达的整个空间的体积 大量分子与器壁及分子之间不断碰撞而产生的 宏观效果 大量分子热运动的剧烈程度 温标：温度的数值表示方法 国际上规定水的三相点温度为273.16 K
大学物理:热力学基础 平衡态 1.定义在没有外界影响的情况下,系统各部分的宏观性质 在长时间内不发生变化的状态。 说明 (1)不受外界影响是指系统与外界不通过作功或传热的方 式交换能量,但可以处于均匀的外力场中;如: 两头处于冰水、沸水中的金属棒 是一种稳定态,而不是平衡态;高温低温7 处于重力场中气体系统的粒子数密 度随高度变化,但它是平衡态。 (2)平衡是热动平衡 物理系:史彭
物理系：史彭 大学物理：热力学基础 1.定义 在没有外界影响的情况下，系统各部分的宏观性质 在长时间内不发生变化的状态。 三. 平衡态 说明 (1) 不受外界影响是指系统与外界不通过作功或传热的方 式交换能量，但可以处于均匀的外力场中；如： 两头处于冰水、沸水中的金属棒 是一种稳定态，而不是平衡态； 处于重力场中气体系统的粒子数密 度随高 度变化，但它是平衡态。 高温T1 低温T2 (2) 平衡是热动平衡
大学物理:热力学基础 (3)平衡态的气体系统宏观量可用一组确定的值(P,V,T表示 (4)平衡态是一种理想状态 四.准静态过程 热力学过程系统从某状态开始经历一系列的中间状态 到达另一状态的过程。 2 准静态过程在过程进行的每一时刻,系统都无限地 接近平衡态。 物理系:史彭
物理系：史彭 大学物理：热力学基础 (3) 平衡态的气体系统宏观量可用一组确定的值(p,V,T)表示 (4) 平衡态是一种理想状态 四.准静态过程 系统从某状态开始经历一系列的中间状态 到达另一状态的过程。 热力学过程 1 2 1 2 准静态过程 在过程进行的每一时刻，系统都无限地 接近平衡态
大学物理:热力学基础 非准静态过程系统经历一系列非平衡态的过程 实际过程是非准静态过程,但只要过程进行的时间远大于 系统的驰豫时间,均可看作准静态过程。如:实际汽缸的 压缩过程可看作准静态过程 P 说明 (1)准静态过程是一个理想过程; (2)除一些进行得极快的过程〔如爆炸过程)外,大多数情 况下都可以把实际过程看成是准静态过程; (3)准静态过程在状态图上可用一条曲线表示,如图 是去雪 物理系,史彭
物理系：史彭 大学物理：热力学基础 非准静态过程 系统经历一系列非平衡态的过程 实际过程是非准静态过程，但只要过程进行的时间远大于 系统的驰豫时间，均可看作准静态过程。如：实际汽缸的 压缩过程可看作准静态过程 S 说明 (1) 准静态过程是一个理想过程； (3) 准静态过程在状态图上可用一条曲线表示, 如图. (2) 除一些进行得极快的过程（如爆炸过程）外，大多数情 况下都可以把实际过程看成是准静态过程； O V p