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文檔簡介

開爾文克勞修斯熱學(xué)——熱力學(xué)基礎(chǔ)卡諾本章對熱力學(xué)系統(tǒng),從能量觀點出發(fā),以觀察和實驗為前提,分析&說明熱力學(xué)系統(tǒng)在狀態(tài)變化過程中熱-功轉(zhuǎn)換的關(guān)系和條件。開爾文克勞修斯熱學(xué)——熱力學(xué)基礎(chǔ)卡諾本章對熱力學(xué)1一、熱力學(xué)系統(tǒng):大量微觀粒子組成的宏觀物體(本章:理想氣體)1、做功:宏觀運動與分子無規(guī)則熱運動之間的轉(zhuǎn)換。2、傳遞熱量:系統(tǒng)內(nèi)外分子無規(guī)則熱運動之間的轉(zhuǎn)換。二、改變系統(tǒng)狀態(tài)(內(nèi)能)的兩種方法——做功和傳遞熱量(二者具有等效性)一、熱力學(xué)系統(tǒng):1、做功:2、傳遞熱量:二、改變系統(tǒng)狀態(tài)(內(nèi)2作機械功改變系統(tǒng)狀態(tài)的焦耳實驗AV作電功改變系統(tǒng)狀態(tài)的實驗作機械功改變系統(tǒng)AV作電功改變系統(tǒng)3一、準靜態(tài)過程氣體砂堆準靜態(tài)過程

P-V圖上一個點表示一個平衡態(tài);一條曲線表示一個準靜態(tài)過程。系統(tǒng)所經(jīng)歷的中間態(tài)都無限接近于平衡態(tài)。§1準靜態(tài)過程體積功熱量一、準靜態(tài)過程氣體砂堆準靜態(tài)過程P-V圖上一個點表示一個4當氣體作準靜態(tài)壓縮或膨脹時,Pe=P?;钊c汽缸無摩擦PePSdl氣體對外界所作的元功為:二、準靜態(tài)過程的體積功系統(tǒng)對外作正功;系統(tǒng)對外作負功;系統(tǒng)不作功。當氣體作準靜態(tài)壓縮活塞與汽缸無摩擦PePSdl氣體對外界所作5功的大小等于P~V圖上過程曲線P=P(V)下的面積。功與過程的路徑有關(guān)。PABV0功的大小等于P~V圖上過程曲線P=P(V)下的面積6熱學(xué)熱力學(xué)第一定律課件7思考:注意:功是過程量過程不同,曲線下面積不同(可正、可負、可零)思考:注意:功是過程量過程不同,曲線下面積不同(可正、可負、8系統(tǒng)與外界之間由于存在溫度差而傳遞的能量叫熱量。

熱量也是過程量。三、熱量Q(焦耳J)系統(tǒng)與外界之間由于存在溫度差而傳遞的能量叫熱量。熱量也是過9§2熱力學(xué)第一定律法卡諾,工程師,第一個把熱與功聯(lián)系起來。(34歲)邁耶,醫(yī)生,第一個作出熱功當量的定量計算。(28歲)德焦耳,工業(yè)管理家,精確求出熱功當量的關(guān)系。(25歲)英赫姆霍茲,生理學(xué)家。多方面論證了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律。(32歲)德§2熱力學(xué)第一定律法卡諾,工程師,第一個把熱與功聯(lián)系10一、內(nèi)能E(焦耳J)內(nèi)能的增量

只取決于系統(tǒng)的始末狀態(tài),而與過程無關(guān)。理想氣體內(nèi)能:內(nèi)能是狀態(tài)參量T的單值函數(shù)E=E(T),也是狀態(tài)的單值函數(shù)(態(tài)函數(shù))。一、內(nèi)能E(焦耳J)內(nèi)能的增量只取決于11二、熱力學(xué)第一定律:外界傳給系統(tǒng)熱量內(nèi)能增量系統(tǒng)對外作功對于元過程:P、V、T包括熱現(xiàn)象的能量守恒E1→E2QA第一類永動機不可能實現(xiàn)。二、熱力學(xué)第一定律:外界傳給系統(tǒng)熱量內(nèi)能增量系統(tǒng)對外作12準靜態(tài)過程微變過程+系統(tǒng)吸熱系統(tǒng)放熱內(nèi)能增加內(nèi)能減少系統(tǒng)對外界做功外界對系統(tǒng)做功第一定律的符號規(guī)定準靜態(tài)過程微變過程+系統(tǒng)吸熱系統(tǒng)放熱內(nèi)能增加內(nèi)能減少系統(tǒng)對外13依據(jù):1、等容(體)過程:(1)特征:dV=0∴dA=0(2)計算:系統(tǒng)從外界吸收的熱量全部用來增加氣體內(nèi)能。三、熱力學(xué)第一定律在等值過程的應(yīng)用依據(jù):1、等容(體)過程:(1)特征:dV=0142、等壓過程

(1)特征:dP=0(2)計算:等壓過程中,系統(tǒng)從外界吸熱,一部分用來增加氣體內(nèi)能,一部分用來對外作功。12A2、等壓過程

(1)特征:dP=0(2)計算:等壓過程153、等溫過程:PV0恒溫熱源TQTTP(1)特征:T不變?!郿E=0(2)計算:

在P-V圖上,等溫過程是一系列雙曲線,雙曲線位置越高,代表的溫度越高。3、等溫過程:PV0恒溫熱源TQTTP(1)特征:T不變?!?6等溫過程中,系統(tǒng)從外界吸熱全部用來對外作功。等溫過程中,系統(tǒng)從外界吸熱全部用來對外作功。17計算各等值過程的熱量、功和內(nèi)能的理論基礎(chǔ)(1)(理想氣體的共性)(2)解決過程中能量轉(zhuǎn)換的問題(3)(理想氣體的內(nèi)能)

(4)各等值過程的特性.計算各等值過程的熱量、功和內(nèi)能的理論基礎(chǔ)(1)(理想氣體的18分別計算A與Q。(1)ab等溫,(2)ac等容,然后cb等壓,例:有1mol理想氣體P(atm)V(L)0abc22.444.812解:分別計算A與Q。(1)ab等溫,(2)a19一定量的理想氣體經(jīng)歷acb過程時吸熱500J,則經(jīng)歷acbda過程時吸熱為?P(×105Pa)V(×10-3m3)0abc1414de(A)-1200J(B)700J(C)-700J(D)1000J√思路:一定量的理想氣體經(jīng)歷acb過程時吸熱500J,則經(jīng)20§3理想氣體的摩爾熱容量熱容量:

C=Mc比摩爾熱容:Cm=Mmol.c比(Jmol-1K-1)熱容量的定義:(JK-1)c比

:比熱容(JK-1

kg-1)傳熱公式:§3理想氣體的摩爾熱容量熱容量:C=Mc21二、定壓摩爾熱容

等壓過程,1摩爾物質(zhì)溫度升高1K時所吸收的熱量

等容過程,1摩爾物質(zhì)溫度升高1K時所吸收的熱量一、定容摩爾熱容二、定壓摩爾熱容等壓過程,1摩爾物質(zhì)溫度升高1K時所吸22可見:Cv只與自由度i有關(guān),與T無關(guān)。對于理想氣體:任何過程!!!可見:Cv只與自由度i有關(guān),與T無關(guān)。對于理想氣體:任何過23邁耶公式說明:在等壓過程中,1mol理想氣體,溫度升高1K時,要比其在等體過程中多吸收8.31J的熱量,用于對外作功。邁耶公式說明:在等壓過程中,1mol理想氣體,溫度升24比熱比:理想氣體的熱容與溫度無關(guān)。這一結(jié)論在低溫時與實驗值相符,在高溫時與實驗值不符。(摩爾熱容比)比熱比:理想氣體的熱容與溫度無關(guān)。這一結(jié)論在低溫時與實驗值25§4絕熱過程一、特征:dQ=0二、任意絕熱過程的功:無論過程是準靜態(tài)的還是非準靜態(tài)的§4絕熱過程一、特征:dQ=0二、任意絕熱26三、準靜態(tài)絕熱過程的過程方程對其微分得:聯(lián)立(1)、(2),得:理想氣體狀態(tài)方程(1)(2)三、準靜態(tài)絕熱過程的過程方程對其微分得:聯(lián)立(1)、(2),27將與聯(lián)立得:說明:(3)(4)(5)式稱為絕熱方程,各式中的各常數(shù)不相同。將與28四、準靜態(tài)絕熱過程功:除用第一定律計算功外,還可用絕熱方程計算:將代入四、準靜態(tài)絕熱過程功:除用第一定律計算功外,還可用絕熱29五、絕熱線比等溫線陡dT=0dQ=00VPA1、等溫:A點的斜率:2、絕熱:A點的斜率:絕熱線比等溫線陡五、絕熱線比等溫線陡dT=0dQ=00VPA1、等溫:A點的30補充:絕熱自由膨脹氣體真空Q=0,A=0,△E=0非準靜態(tài)過程補充:絕熱自由膨脹氣體真空Q=0,A=0,△E=0非準靜態(tài)31練習(xí)1:

理想氣體絕熱自由膨脹,去掉隔板實現(xiàn)平衡后壓強p=?由絕熱方程解1:解2:哪一個解對?為什么?絕熱方程對非靜態(tài)過程不適用!練習(xí)1:理想氣體絕熱自由膨脹,去掉隔板實現(xiàn)平衡后壓強p=32解:由氣體狀態(tài)方程可得答案:(D)一定量的理想氣體,在p—T圖上沿著一條直線從平衡態(tài)a變化到b則這是一個:()(A)絕熱膨脹(B)等容吸熱(C)吸熱壓縮(D)吸熱膨脹練習(xí)2abp2p1T1T2Tp0解:由氣體狀態(tài)方程可得答案:(D)一定量的理想氣體,在p33一定量的理想氣體在PV圖中的等溫線與絕熱線交點處兩線的斜率之比為0.714,求Cv。解:由例1:一定量的理想氣體在PV圖中的等溫線與絕熱線交點處兩線的斜率之341mol理想氣體的循環(huán)過程如PV圖所示,其中CA為絕熱線,T1、V1、V2、四個量均為已知量,則:Tc=Pc=0VPABCT1T2V1V2例2:1mol理想氣體的循環(huán)過程如PV圖所示,其中CA為絕熱線,T3564g氧氣,溫度為300K,體積為3L,(1)絕熱膨脹到12L(2)等溫膨脹到12L,再等容冷卻到同一狀態(tài)試作PV圖并分別計算作功。解:例3:Pa0VcbV1V264g氧氣,溫度為300K,體積為3L,(1)絕熱膨脹到1236若1mol剛性分子理想氣體作等壓膨脹時作功為A,試證明:氣體分子平均動能的增量為,其中NA為阿伏伽德羅常數(shù),為0VPA12例4:若1mol剛性分子理想氣體作等壓膨脹時作功為A,試證明:氣體37氣體的許多過程,既不是等值過程,也不是絕熱過程,其壓力和體積的關(guān)系滿足:n=1—等溫過程;n=—絕熱過程;n=0—等壓過程;n=—等體過程PVn=常量(n為多方指數(shù))

一般情況1n,多方過程可近似代表氣體內(nèi)進行的實際過程。*四、多方過程

氣體的許多過程,既不是等值過程,也不是絕熱過程,其壓38§5循環(huán)過程卡諾循環(huán)一、循環(huán)過程1、系統(tǒng)經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化過程以后又回到初始狀態(tài)。2、在P-V圖上的,循環(huán)過程是一條閉合曲線。特征:內(nèi)能不變。0VPa§5循環(huán)過程卡諾循環(huán)一、循環(huán)過程1、39順時針循環(huán)(正循環(huán))系統(tǒng)對外作的靜功為正。0VP二、熱機與制冷機熱機0VP逆時針循環(huán)(逆循環(huán))系統(tǒng)對外作的靜功為負。制冷機順時針循環(huán)(正循環(huán))0VP二、熱機與制冷機熱機0VP逆時針循40鍋爐冷凝器泵A1渦輪機A2鍋爐Q2冷凝器Q1高溫T1低溫T2Q1Q2A熱電廠水循環(huán)過程熱機即凈功凈熱熱機效率鍋爐冷凝器泵A1渦輪機A2鍋爐Q2冷凝器Q1高溫T41熱機效率Q1為

循環(huán)分過程吸取熱量的總和。Q2循環(huán)分過程放出熱量的總和。

Q1、Q2、A均表示數(shù)值大小。熱機效率Q1為循環(huán)分過程吸取熱量的總和。Q2循環(huán)分過42例:計算熱機效率PVabcd0T2T1吸熱:放熱:例:計算熱機效率PVabcd0T2T1吸熱:放熱:43例:320g氧氣如圖循環(huán),設(shè)V2=2V1,求。(其中T1=300K,T2=200K。)PABCDV1V2T1T2V解:AB:吸熱CD:放熱DA:吸熱BC:放熱例:320g氧氣如圖循環(huán),設(shè)V2=2V1,求。(其中T1=44三、卡諾循環(huán)

1824年,卡諾(法國工程師)提出的理想循環(huán)。1、工質(zhì):理想氣體2、準靜態(tài)過程。PABCDV1V4V2V3T1T2兩個等溫過程,兩個絕熱過程。三、卡諾循環(huán)1824年,卡諾(法國工程師)提出的理想循45四、卡諾循環(huán)效率AB:PABCDV1V4V2V3T1T2CD:★Q1Q2四、卡諾循環(huán)效率AB:PABCDV1V4V2V3T1T46卡諾定理指出了提高熱機效率的途徑:盡量的提高兩熱源的溫度差。說明:1.卡諾循環(huán)須兩個熱源;2.效率與工質(zhì)無關(guān),只與兩個熱源溫度有關(guān);3.卡諾循環(huán)的效率總是小于1.卡諾定理指出了提高熱機效率的途徑:盡量的提高兩熱源的溫度差。47圖中兩卡諾循環(huán)嗎?討論圖中兩卡諾循環(huán)嗎?討481342PV0V1V4V2V3T1T2S1S2例如圖所示的卡諾循環(huán)證明:S1=S21342PV0V1V4V2V3T1T2S1S2例如圖所49五、制冷機可使低溫熱源的溫度更低,達到制冷的目的。T1T2Q1Q2A顯然,吸熱越多,外界作功越少,表明制冷機效能越好。制冷系數(shù):注意:這里的Q2

僅是循環(huán)過程中系統(tǒng)從冷源吸收的熱量。冰箱五、制冷機可使低溫熱源的溫度更低,達到制冷的目的。T1T50六、卡諾制冷機致冷系數(shù):21:43:六、卡諾制冷機致冷系數(shù):21:43:51例:已知:a→c是絕熱過程,判斷a→b及a→d是吸熱還是放熱?PVOcdab等溫線例:已知:a→c是絕熱過程,判斷a→b及a→d是吸熱還是放52例.設(shè)氮氣的質(zhì)量為,開始處于態(tài),先等容升壓,

由,再等溫膨脹由,最后等壓壓縮到.求:循環(huán)的效率解:求的步驟:①判斷吸熱、放熱過程;②求;③求、;④求.已知:例.設(shè)氮氣的質(zhì)量為53等溫線解:已知:等溫線解:已知:54熱學(xué)熱力學(xué)第一定律課件55開爾文克勞修斯熱學(xué)——熱力學(xué)基礎(chǔ)卡諾本章對熱力學(xué)系統(tǒng),從能量觀點出發(fā),以觀察和實驗為前提,分析&說明熱力學(xué)系統(tǒng)在狀態(tài)變化過程中熱-功轉(zhuǎn)換的關(guān)系和條件。開爾文克勞修斯熱學(xué)——熱力學(xué)基礎(chǔ)卡諾本章對熱力學(xué)56一、熱力學(xué)系統(tǒng):大量微觀粒子組成的宏觀物體(本章:理想氣體)1、做功:宏觀運動與分子無規(guī)則熱運動之間的轉(zhuǎn)換。2、傳遞熱量:系統(tǒng)內(nèi)外分子無規(guī)則熱運動之間的轉(zhuǎn)換。二、改變系統(tǒng)狀態(tài)(內(nèi)能)的兩種方法——做功和傳遞熱量(二者具有等效性)一、熱力學(xué)系統(tǒng):1、做功:2、傳遞熱量:二、改變系統(tǒng)狀態(tài)(內(nèi)57作機械功改變系統(tǒng)狀態(tài)的焦耳實驗AV作電功改變系統(tǒng)狀態(tài)的實驗作機械功改變系統(tǒng)AV作電功改變系統(tǒng)58一、準靜態(tài)過程氣體砂堆準靜態(tài)過程

P-V圖上一個點表示一個平衡態(tài);一條曲線表示一個準靜態(tài)過程。系統(tǒng)所經(jīng)歷的中間態(tài)都無限接近于平衡態(tài)。§1準靜態(tài)過程體積功熱量一、準靜態(tài)過程氣體砂堆準靜態(tài)過程P-V圖上一個點表示一個59當氣體作準靜態(tài)壓縮或膨脹時,Pe=P?;钊c汽缸無摩擦PePSdl氣體對外界所作的元功為:二、準靜態(tài)過程的體積功系統(tǒng)對外作正功;系統(tǒng)對外作負功;系統(tǒng)不作功。當氣體作準靜態(tài)壓縮活塞與汽缸無摩擦PePSdl氣體對外界所作60功的大小等于P~V圖上過程曲線P=P(V)下的面積。功與過程的路徑有關(guān)。PABV0功的大小等于P~V圖上過程曲線P=P(V)下的面積61熱學(xué)熱力學(xué)第一定律課件62思考:注意:功是過程量過程不同,曲線下面積不同(可正、可負、可零)思考:注意:功是過程量過程不同,曲線下面積不同(可正、可負、63系統(tǒng)與外界之間由于存在溫度差而傳遞的能量叫熱量。

熱量也是過程量。三、熱量Q(焦耳J)系統(tǒng)與外界之間由于存在溫度差而傳遞的能量叫熱量。熱量也是過64§2熱力學(xué)第一定律法卡諾,工程師,第一個把熱與功聯(lián)系起來。(34歲)邁耶,醫(yī)生,第一個作出熱功當量的定量計算。(28歲)德焦耳,工業(yè)管理家,精確求出熱功當量的關(guān)系。(25歲)英赫姆霍茲,生理學(xué)家。多方面論證了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律。(32歲)德§2熱力學(xué)第一定律法卡諾,工程師,第一個把熱與功聯(lián)系65一、內(nèi)能E(焦耳J)內(nèi)能的增量

只取決于系統(tǒng)的始末狀態(tài),而與過程無關(guān)。理想氣體內(nèi)能:內(nèi)能是狀態(tài)參量T的單值函數(shù)E=E(T),也是狀態(tài)的單值函數(shù)(態(tài)函數(shù))。一、內(nèi)能E(焦耳J)內(nèi)能的增量只取決于66二、熱力學(xué)第一定律:外界傳給系統(tǒng)熱量內(nèi)能增量系統(tǒng)對外作功對于元過程:P、V、T包括熱現(xiàn)象的能量守恒E1→E2QA第一類永動機不可能實現(xiàn)。二、熱力學(xué)第一定律:外界傳給系統(tǒng)熱量內(nèi)能增量系統(tǒng)對外作67準靜態(tài)過程微變過程+系統(tǒng)吸熱系統(tǒng)放熱內(nèi)能增加內(nèi)能減少系統(tǒng)對外界做功外界對系統(tǒng)做功第一定律的符號規(guī)定準靜態(tài)過程微變過程+系統(tǒng)吸熱系統(tǒng)放熱內(nèi)能增加內(nèi)能減少系統(tǒng)對外68依據(jù):1、等容(體)過程:(1)特征:dV=0∴dA=0(2)計算:系統(tǒng)從外界吸收的熱量全部用來增加氣體內(nèi)能。三、熱力學(xué)第一定律在等值過程的應(yīng)用依據(jù):1、等容(體)過程:(1)特征:dV=0692、等壓過程

(1)特征:dP=0(2)計算:等壓過程中,系統(tǒng)從外界吸熱,一部分用來增加氣體內(nèi)能,一部分用來對外作功。12A2、等壓過程

(1)特征:dP=0(2)計算:等壓過程703、等溫過程:PV0恒溫熱源TQTTP(1)特征:T不變?!郿E=0(2)計算:

在P-V圖上,等溫過程是一系列雙曲線,雙曲線位置越高,代表的溫度越高。3、等溫過程:PV0恒溫熱源TQTTP(1)特征:T不變。∴71等溫過程中,系統(tǒng)從外界吸熱全部用來對外作功。等溫過程中,系統(tǒng)從外界吸熱全部用來對外作功。72計算各等值過程的熱量、功和內(nèi)能的理論基礎(chǔ)(1)(理想氣體的共性)(2)解決過程中能量轉(zhuǎn)換的問題(3)(理想氣體的內(nèi)能)

(4)各等值過程的特性.計算各等值過程的熱量、功和內(nèi)能的理論基礎(chǔ)(1)(理想氣體的73分別計算A與Q。(1)ab等溫,(2)ac等容,然后cb等壓,例:有1mol理想氣體P(atm)V(L)0abc22.444.812解:分別計算A與Q。(1)ab等溫,(2)a74一定量的理想氣體經(jīng)歷acb過程時吸熱500J,則經(jīng)歷acbda過程時吸熱為?P(×105Pa)V(×10-3m3)0abc1414de(A)-1200J(B)700J(C)-700J(D)1000J√思路:一定量的理想氣體經(jīng)歷acb過程時吸熱500J,則經(jīng)75§3理想氣體的摩爾熱容量熱容量:

C=Mc比摩爾熱容:Cm=Mmol.c比(Jmol-1K-1)熱容量的定義:(JK-1)c比

:比熱容(JK-1

kg-1)傳熱公式:§3理想氣體的摩爾熱容量熱容量:C=Mc76二、定壓摩爾熱容

等壓過程,1摩爾物質(zhì)溫度升高1K時所吸收的熱量

等容過程,1摩爾物質(zhì)溫度升高1K時所吸收的熱量一、定容摩爾熱容二、定壓摩爾熱容等壓過程,1摩爾物質(zhì)溫度升高1K時所吸77可見:Cv只與自由度i有關(guān),與T無關(guān)。對于理想氣體:任何過程!!!可見:Cv只與自由度i有關(guān),與T無關(guān)。對于理想氣體:任何過78邁耶公式說明:在等壓過程中,1mol理想氣體,溫度升高1K時,要比其在等體過程中多吸收8.31J的熱量,用于對外作功。邁耶公式說明:在等壓過程中,1mol理想氣體,溫度升79比熱比:理想氣體的熱容與溫度無關(guān)。這一結(jié)論在低溫時與實驗值相符,在高溫時與實驗值不符。(摩爾熱容比)比熱比:理想氣體的熱容與溫度無關(guān)。這一結(jié)論在低溫時與實驗值80§4絕熱過程一、特征:dQ=0二、任意絕熱過程的功:無論過程是準靜態(tài)的還是非準靜態(tài)的§4絕熱過程一、特征:dQ=0二、任意絕熱81三、準靜態(tài)絕熱過程的過程方程對其微分得:聯(lián)立(1)、(2),得:理想氣體狀態(tài)方程(1)(2)三、準靜態(tài)絕熱過程的過程方程對其微分得:聯(lián)立(1)、(2),82將與聯(lián)立得:說明:(3)(4)(5)式稱為絕熱方程,各式中的各常數(shù)不相同。將與83四、準靜態(tài)絕熱過程功:除用第一定律計算功外,還可用絕熱方程計算:將代入四、準靜態(tài)絕熱過程功:除用第一定律計算功外,還可用絕熱84五、絕熱線比等溫線陡dT=0dQ=00VPA1、等溫:A點的斜率:2、絕熱:A點的斜率:絕熱線比等溫線陡五、絕熱線比等溫線陡dT=0dQ=00VPA1、等溫:A點的85補充:絕熱自由膨脹氣體真空Q=0,A=0,△E=0非準靜態(tài)過程補充:絕熱自由膨脹氣體真空Q=0,A=0,△E=0非準靜態(tài)86練習(xí)1:

理想氣體絕熱自由膨脹,去掉隔板實現(xiàn)平衡后壓強p=?由絕熱方程解1:解2:哪一個解對?為什么?絕熱方程對非靜態(tài)過程不適用!練習(xí)1:理想氣體絕熱自由膨脹,去掉隔板實現(xiàn)平衡后壓強p=87解:由氣體狀態(tài)方程可得答案:(D)一定量的理想氣體,在p—T圖上沿著一條直線從平衡態(tài)a變化到b則這是一個:()(A)絕熱膨脹(B)等容吸熱(C)吸熱壓縮(D)吸熱膨脹練習(xí)2abp2p1T1T2Tp0解:由氣體狀態(tài)方程可得答案:(D)一定量的理想氣體,在p88一定量的理想氣體在PV圖中的等溫線與絕熱線交點處兩線的斜率之比為0.714,求Cv。解:由例1:一定量的理想氣體在PV圖中的等溫線與絕熱線交點處兩線的斜率之891mol理想氣體的循環(huán)過程如PV圖所示,其中CA為絕熱線,T1、V1、V2、四個量均為已知量,則:Tc=Pc=0VPABCT1T2V1V2例2:1mol理想氣體的循環(huán)過程如PV圖所示,其中CA為絕熱線,T9064g氧氣,溫度為300K,體積為3L,(1)絕熱膨脹到12L(2)等溫膨脹到12L,再等容冷卻到同一狀態(tài)試作PV圖并分別計算作功。解:例3:Pa0VcbV1V264g氧氣,溫度為300K,體積為3L,(1)絕熱膨脹到1291若1mol剛性分子理想氣體作等壓膨脹時作功為A,試證明:氣體分子平均動能的增量為,其中NA為阿伏伽德羅常數(shù),為0VPA12例4:若1mol剛性分子理想氣體作等壓膨脹時作功為A,試證明:氣體92氣體的許多過程,既不是等值過程,也不是絕熱過程,其壓力和體積的關(guān)系滿足:n=1—等溫過程;n=—絕熱過程;n=0—等壓過程;n=—等體過程PVn=常量(n為多方指數(shù))

一般情況1n,多方過程可近似代表氣體內(nèi)進行的實際過程。*四、多方過程

氣體的許多過程,既不是等值過程,也不是絕熱過程,其壓93§5循環(huán)過程卡諾循環(huán)一、循環(huán)過程1、系統(tǒng)經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化過程以后又回到初始狀態(tài)。2、在P-V圖上的,循環(huán)過程是一條閉合曲線。特征:內(nèi)能不變。0VPa§5循環(huán)過程卡諾循環(huán)一、循環(huán)過程1、94順時針循環(huán)(正循環(huán))系統(tǒng)對外作的靜功為正。0VP二、熱機與制冷機熱機0VP逆時針循環(huán)(逆循環(huán))系統(tǒng)對外作的靜功為負。制冷機順時針循環(huán)(正循環(huán))0VP二、熱機與制冷機熱機0VP逆時針循95鍋爐冷凝器泵A1渦輪機A2鍋爐Q2冷凝器Q1高溫T1低溫T2Q1Q2A熱電廠水循環(huán)過程熱機即凈功凈熱熱機效率鍋爐冷凝器泵A1渦輪機A2鍋爐Q2冷凝器Q1高溫T96熱機效率Q1為

循環(huán)分過程吸取熱量的總和。Q2循環(huán)分過程放出熱量的總和。

Q1、Q2、A均表示數(shù)值大小。熱機效率Q1為循環(huán)分過程吸取熱量的總和。Q2循環(huán)分過97例:計算熱機效率PVabcd0T2T1吸熱:放熱:例:計算熱機效率PVabcd0T2T1吸熱:放熱:98例:320g氧氣如圖循環(huán),

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