1、有限過程：有限過程：21dVVAp V一、準(zhǔn)靜態(tài)過程的功：一、準(zhǔn)靜態(tài)過程的功：ddAp V二、二、熱容和摩爾熱容熱容和摩爾熱容 TQCddmCc TQCCdd1mTQCVVdd1m,TQCppdd1m,上節(jié)課復(fù)習(xí)上節(jié)課復(fù)習(xí)RCCVpm,m,RiCp22m,RiCV2m,F比熱容比比熱容比 Cp,m與與CV,m的比值的比值m,m,VpCC理想氣體的比熱容比理想氣體的比熱容比 ii2理想氣體的定體摩爾熱容和定壓摩爾熱容理想氣體的定體摩爾熱容和定壓摩爾熱容三、熱力學(xué)第一定律三、熱力學(xué)第一定律21QEEAEA dQ = dE + pdV 依據(jù)公式是：依據(jù)公式是：熱力學(xué)第一定律對理想氣體等值過程的應(yīng)用熱

2、力學(xué)第一定律對理想氣體等值過程的應(yīng)用RTMPVPdVdEdQ1 1）等容（體）過程）等容（體）過程constV constTP021VVPdVATCMQEV2 2）等壓過程）等壓過程constP constTV)(1221VVPPdvAVV)(12TTRMTCMQPTCMEV3 3）等溫過程）等溫過程constT constPV 21VVPdVA12lnVVRTM0dEAQ21lnPPRTM7.4 7.4 絕熱過程絕熱過程F 被良好絕熱材料所封閉的系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行的過程，或者被良好絕熱材料所封閉的系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行的過程，或者過程進(jìn)行得很快以至于來不及和外界進(jìn)行顯著熱交過程進(jìn)行得很快以至于來不及和外界進(jìn)行顯

3、著熱交換的過程，都可近似地看作是絕熱過程。換的過程，都可近似地看作是絕熱過程。F 絕熱過程的特點(diǎn)：絕熱過程的特點(diǎn)： 系統(tǒng)與外界無熱量交換系統(tǒng)與外界無熱量交換 （絕熱過程的熱容量為零（絕熱過程的熱容量為零 ）F 氣體在絕熱過程作功？氣體在絕熱過程作功？F 過程方程？過程方程？ddAp V過程特征過程特征 dQ = 0 熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律 dQ = dE + dA dE 理想氣體的內(nèi)能理想氣體的內(nèi)能只是溫度的函數(shù)只是溫度的函數(shù) ,mddVECT理想氣體物態(tài)方程理想氣體物態(tài)方程 RTpVTCVpVddm,（1）TRpVVpddd（2）AE m,m,VpCC0ddVppV0ddVVpp將將

4、看作常數(shù)看作常數(shù) 常量pV 1常量TV 1常量Tp準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程的過程方程準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程的過程方程 泊松泊松(Poisson)公式公式 (1)、(2)兩式聯(lián)立可得：兩式聯(lián)立可得：F過程曲線過程曲線常量pV pV1dV+ Vdp = 0 VpVpdd等溫線等溫線VpoV1V2abpacpbpc絕熱線絕熱線 過某一點(diǎn)的絕熱線是唯一的。兩條絕熱線過某一點(diǎn)的絕熱線是唯一的。兩條絕熱線不會相交于一點(diǎn)。不會相交于一點(diǎn)。F絕熱過程的功絕熱過程的功 QAE )(12m,TTCV)(21m,TTCV利用過程方程即利用過程方程即泊松公式泊松公式進(jìn)行計算進(jìn)行計算 21 dVQVAp V111211111VVVp22

5、11VpVp1 12211QApVp VVVVpVVd21 111)(112111VVVpRTpV1 12211QApVp V12,m,m()/1QpVRATTCC)(21m,TTCV兩式等價！兩式等價！氣體絕熱壓縮后內(nèi)能增加，溫度升高，因而可氣體絕熱壓縮后內(nèi)能增加，溫度升高，因而可以利用絕熱壓縮氣體在內(nèi)燃機(jī)中實(shí)現(xiàn)自動點(diǎn)火以利用絕熱壓縮氣體在內(nèi)燃機(jī)中實(shí)現(xiàn)自動點(diǎn)火等體等體過程過程過程方程過程方程2211TpTp等壓等壓等溫等溫絕熱絕熱2211TVTV1211VpVp2211VpVpTCmV, VpEAQ0TCmV, TCmp, TCmV, TR0TCmV, 21lnppRT12lnVVRT21l

6、nppRT12lnVVRTTCmV, 12211VpVp0例題例題 分別通過下列準(zhǔn)靜態(tài)過程把標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下分別通過下列準(zhǔn)靜態(tài)過程把標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下0.014kg氮?dú)鈮嚎s到原體積的一半氮?dú)鈮嚎s到原體積的一半。1) 等溫過程等溫過程；2) 絕熱過程；絕熱過程；3) 3) 等壓過程。求：在這些過程中，等壓過程。求：在這些過程中，氣體內(nèi)能的改變，傳遞的熱量和氣體對外界所作氣體內(nèi)能的改變，傳遞的熱量和氣體對外界所作的功。設(shè)氮?dú)鉃槔硐霘怏w。的功。設(shè)氮?dú)鉃槔硐霘怏w。解解 1) 等溫過程等溫過程211lnTVARTV0ETTQA21ln27331. 85 . 0J 786J 7862) 絕熱過程絕熱過程122111VT

7、VTQAE 0Q11212)(TVVTm,m,VpCCJ 904)273360()2/31. 85(5 . 0)(12m,TTCVK 360273214 . 140. 12/52/7RR3) 等壓過程等壓過程2121TTVV21dVpVAp VppQEA1212TVVT ,m21()VECTTK 5 .1362735 . 0J 567211RT)(121VVpJ 1418J 19851121Vp7.5 循環(huán)過程循環(huán)過程 卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)7.5.1 熱力學(xué)循環(huán)過程熱力學(xué)循環(huán)過程 7.5.2 卡諾循環(huán)卡諾循環(huán) 一、循環(huán)過程一、循環(huán)過程( (循環(huán)循環(huán)) ) 熱力學(xué)系統(tǒng)狀態(tài)經(jīng)一系列變化后又回到初熱力學(xué)

8、系統(tǒng)狀態(tài)經(jīng)一系列變化后又回到初始狀態(tài)的過程始狀態(tài)的過程準(zhǔn)靜態(tài)過程循環(huán)可用準(zhǔn)靜態(tài)過程循環(huán)可用p- -V圖圖上的一條上的一條閉合曲線閉合曲線表示。表示。pVabcd循環(huán)過程特點(diǎn)循環(huán)過程特點(diǎn) (1) 經(jīng)過一個循環(huán)系統(tǒng)的內(nèi)能變化為零，系經(jīng)過一個循環(huán)系統(tǒng)的內(nèi)能變化為零，系統(tǒng)吸收的凈熱量轉(zhuǎn)化為對外作的功統(tǒng)吸收的凈熱量轉(zhuǎn)化為對外作的功(閉合面積閉合面積) (2) 循環(huán)過程一定伴隨有吸熱和放熱過程循環(huán)過程一定伴隨有吸熱和放熱過程7.5.1 熱力學(xué)循環(huán)過程熱力學(xué)循環(huán)過程VpoabVpoabF正循環(huán)正循環(huán)( (熱循環(huán)熱循環(huán)) ) 沿沿順時針順時針方向進(jìn)行的循環(huán)方向進(jìn)行的循環(huán) 系統(tǒng)對外做正功系統(tǒng)對外做正功F逆循環(huán)逆

9、循環(huán)( (制冷循環(huán)制冷循環(huán)) ) 沿沿逆時針逆時針方向進(jìn)行的循環(huán)方向進(jìn)行的循環(huán) 外界對系統(tǒng)做正功外界對系統(tǒng)做正功例題例題1 1 bca為理想氣體的絕熱過程為理想氣體的絕熱過程，b1a和和b2a是任意過程，分析上述兩過程中氣體作功是正是任意過程，分析上述兩過程中氣體作功是正還是負(fù)，過程是吸熱還是放熱還是負(fù)，過程是吸熱還是放熱？1ab2cdeVp解：解： 把把a(bǔ)cb1a看做正循環(huán)過程?？醋稣h(huán)過程。整個循環(huán)過程與外界的熱交換整個循環(huán)過程與外界的熱交換Q=A0，acb為絕熱過程，只為絕熱過程，只有有b1a過程與外界有熱交換。過程與外界有熱交換。 把把a(bǔ)cb2a看做逆循環(huán)過程。整個循環(huán)過程有看做逆循

10、環(huán)過程。整個循環(huán)過程有Q=A S2B. S1 = S2C. S1 S2D. 無法確定Vop2T1T12342S1S1V4V2V3V,= V mCT11221pVp VA例題例題3 3 一可逆卡諾熱機(jī)低溫?zé)嵩吹臏囟葹橐豢赡婵ㄖZ熱機(jī)低溫?zé)嵩吹臏囟葹?.0，效率為效率為40；若要將其效率提高到若要將其效率提高到50，則高溫?zé)釀t高溫?zé)嵩礈囟刃杼岣邘锥仍礈囟刃杼岣邘锥?解解 卡諾熱機(jī)效率為卡諾熱機(jī)效率為121TT 設(shè)設(shè)T1和和T 1分別分別是熱機(jī)效率是熱機(jī)效率40和和50所所對應(yīng)的對應(yīng)的高溫?zé)嵩礈囟雀邷責(zé)嵩礈囟?，則高溫?zé)嵩葱枰岣叩臏囟葹閯t高溫?zé)嵩葱枰岣叩臏囟葹門TT11)K( 3 .934 . 012805 . 0128011221TT例題例題4 一臺家用電冰箱在氣溫為一臺家用電冰箱在氣溫為30 C的房間內(nèi)工的房間內(nèi)工作，保持冷凍室的溫度為作，保持冷凍室的溫度為 10 C。由于電冰箱壁。由于電冰箱壁的絕熱層不是完全絕熱，冷凍室每小時從房間內(nèi)的絕熱層不是完全絕熱，冷凍室每小時從房間內(nèi)吸收熱量吸收熱量5 105J。假設(shè)制冷裝置是卡諾制冷機(jī)，。假設(shè)制冷裝置是卡諾制冷機(jī)，求電冰箱每小時的耗電量。求電冰箱每小時的耗電量。 解解 為了保持冷凍室的溫度，必須將冷凍室從房為了保持冷凍室的溫度，必須將冷凍室從房間內(nèi)吸收的熱量及時抽取出電冰箱。間內(nèi)吸收的熱量及時抽取出電冰箱。