等温过程和绝热过程.ppt

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1、关于等温过程和绝热过程现在学习的是第1页，共29页一、等温过程一、等温过程1 1.过程特点过程特点过程特点过程特点系统的温度不变系统的温度不变2 2.过程方程过程方程过程方程过程方程3 3.过程曲线过程曲线过程曲线过程曲线恒恒温温源源现在学习的是第2页，共29页4 4.内能增量内能增量内能增量内能增量5 5.功功功功由理想气体状态方程由理想气体状态方程等温过程的功等温过程的功（1）现在学习的是第3页，共29页6 6.热量热量热量热量由过程方程由过程方程则等温过程的功则等温过程的功CT 是否有意义呢？是否有意义呢？对于等温过程温度不变，系统要升高对于等温过程温度不变，系统要升高1K需吸收无限多的

2、热量，则等温摩尔热容需吸收无限多的热量，则等温摩尔热容CT 趋于无限大，趋于无限大，这是没有意义的。这是没有意义的。（2）现在学习的是第4页，共29页7 7.热力学第一定律应用热力学第一定律应用热力学第一定律应用热力学第一定律应用因此无法使用因此无法使用计算等温过程的热量。计算等温过程的热量。等温过程等温过程则则意义：意义：等温过程中系统吸收的热量全部用来对外作功。等温过程中系统吸收的热量全部用来对外作功。现在学习的是第5页，共29页二、绝热过程二、绝热过程1 1.过程特点过程特点过程特点过程特点系统与外界绝热，无热量交换。系统与外界绝热，无热量交换。绝热材料系统内能的减少全部用来对外作功。系

3、统内能的减少全部用来对外作功。绝热过程的（摩尔）热容为绝热过程的（摩尔）热容为0。现在学习的是第6页，共29页2 2.内能增量内能增量内能增量内能增量3 3.热力学第一定律应用热力学第一定律应用热力学第一定律应用热力学第一定律应用 绝热过程中系统对外所作的功全部靠降低系统的内能绝热过程中系统对外所作的功全部靠降低系统的内能来实现。来实现。现在学习的是第7页，共29页4 4.功功功功（1）由摩尔热容比由摩尔热容比 气体绝热膨胀气体绝热膨胀气体绝热压缩气体绝热压缩现在学习的是第8页，共29页 例如压缩空气从喷嘴中急速喷出，气体绝热膨胀，温度例如压缩空气从喷嘴中急速喷出，气体绝热膨胀，温度下降，甚至

4、液化。下降，甚至液化。再如气缸活塞急速压缩，温度升高，使易燃物燃烧。再如气缸活塞急速压缩，温度升高，使易燃物燃烧。单原子分子气体单原子分子气体双原子刚性分子气体双原子刚性分子气体多原子刚性分子气体多原子刚性分子气体现在学习的是第9页，共29页思考题思考题1 当打开一瓶装有香槟、苏打水当打开一瓶装有香槟、苏打水饮料或者任何其它碳酸饮料瓶时，饮料或者任何其它碳酸饮料瓶时，在开瓶瞬间，为什么瓶口的周围会在开瓶瞬间，为什么瓶口的周围会形成一团白雾，或者看见瓶口突然形成一团白雾，或者看见瓶口突然冒出白烟？冒出白烟？香香槟槟在开启的瞬在开启的瞬间间，内部有二氧化碳和水蒸气的，内部有二氧化碳和水蒸气的压压强

5、强大大于大气于大气压压，气体迅速膨，气体迅速膨胀胀到大气中，在此到大气中，在此过过程中气体来不及程中气体来不及从外界吸收从外界吸收热热量，可近似量，可近似为绝热过为绝热过程。气体膨程。气体膨胀胀后体后体积积增大，增大，对对外界大气做正功，内能的减小，使气体温度降低，从而造外界大气做正功，内能的减小，使气体温度降低，从而造成气体中水蒸气凝成气体中水蒸气凝结结成小水滴，从而形成成小水滴，从而形成雾雾。现在学习的是第10页，共29页5 5.绝热过程方程绝热过程方程绝热过程方程绝热过程方程现在学习的是第11页，共29页6.过程曲线过程曲线过程曲线过程曲线将绝热线与等温线比较。将绝热线与等温线比较。.等

6、温线斜率等温线斜率.绝热线斜率绝热线斜率全微分全微分斜率斜率现在学习的是第12页，共29页全微分全微分绝热线斜率绝热线斜率与等温线斜率比较与等温线斜率比较绝热线斜率是等温线斜率的绝热线斜率是等温线斜率的 倍。绝热线要比等温线陡。倍。绝热线要比等温线陡。现在学习的是第13页，共29页意义：意义：对于相同体积变化，等对于相同体积变化，等温膨胀过程中系统的压强温膨胀过程中系统的压强 P 的的下降完全由系统密度的减小下降完全由系统密度的减小引起；对于绝热膨胀过程，引起；对于绝热膨胀过程，系统压强的下降由密度的减系统压强的下降由密度的减小和温度的降低共同产生。小和温度的降低共同产生。因此绝热过程中压强的

7、变化因此绝热过程中压强的变化快于等温过程。快于等温过程。现在学习的是第14页，共29页例例1.一定量的理想气体从体积一定量的理想气体从体积 V1 膨胀到体积膨胀到体积 V2 分别经历的过程是：分别经历的过程是：AB 等压过程；等压过程；AC 等温过程；等温过程；AD 绝热过程绝热过程,其中吸热最多的其中吸热最多的过程。过程。A （A）是）是 A B；（B）是）是 A C;（C）是）是 A D；（D）既是）既是 A B 也也是是 A C,两过程吸热两过程吸热一样多。一样多。现在学习的是第15页，共29页例例2.一定量的理想气体，经历某过程后，它的温度升一定量的理想气体，经历某过程后，它的温度升高

8、了则根据热力学定律可以断定：高了则根据热力学定律可以断定：（1）该理想气体系统在此过程中吸了热）该理想气体系统在此过程中吸了热（2）在此过程中外界对该理想气体系统作了正）在此过程中外界对该理想气体系统作了正功功（3）该理想气体系统的内能增加了）该理想气体系统的内能增加了（4）在此过程中理想气体系统既从外界吸了热，又）在此过程中理想气体系统既从外界吸了热，又对外作了正功对外作了正功以上正确的断言是：以上正确的断言是：C(A)(1)、(3).(B)(2)、(3).(C)(3).(D)(3)、(4).(E)(4).现在学习的是第16页，共29页1.等容降压过程；等容降压过程；2.等压压缩过程；等压压

9、缩过程；3.绝热膨胀过程；绝热膨胀过程；4.未知过程与等温线有两个交点。未知过程与等温线有两个交点。解答：解答：1.等容降压过程等容降压过程曲线下面积为曲线下面积为 0由由例例3：讨论下列几个过程中温度的变化、内能增量、功、热量讨论下列几个过程中温度的变化、内能增量、功、热量的正负。的正负。现在学习的是第17页，共29页由热力学第一定律由热力学第一定律2.等压压缩过程等压压缩过程体积收缩，曲线下体积收缩，曲线下面积为负值。面积为负值。由由放热过程放热过程现在学习的是第18页，共29页由热力学第一定律由热力学第一定律放热放热3.绝热膨胀过程绝热膨胀过程由热力学第一定律由热力学第一定律现在学习的是

10、第19页，共29页4.未知过程与等温未知过程与等温线有两个交点线有两个交点由于由于1、2点在等点在等温线上，温线上，由热力学第一定律由热力学第一定律放热放热现在学习的是第20页，共29页例例4.温度为温度为 25 C、压强为、压强为 1 atm 的的 1 mol 刚性双原子分子刚性双原子分子理想气体，经等温过程体积膨胀至原来的理想气体，经等温过程体积膨胀至原来的3倍倍(1)计算这个过程中气体对外的功计算这个过程中气体对外的功.(2)假设气体经绝热过程体积膨胀至原来的假设气体经绝热过程体积膨胀至原来的3倍倍,那么气体对外那么气体对外做的功又是多少做的功又是多少?摩尔气体常数摩尔气体常数现在学习的

11、是第21页，共29页解：解：（1）等温过程气体对外作功为）等温过程气体对外作功为（2）绝热过程气体对外作功）绝热过程气体对外作功现在学习的是第22页，共29页例例5.0.02kg 的氦气（视为理想气体）的氦气（视为理想气体）,温度由温度由 17C 升为升为27 C,若在升温过程中若在升温过程中,（1）体积保持不变；（）体积保持不变；（2）压强）压强保持不变；（保持不变；（3）不与外界交换热量。试分别求出气体内）不与外界交换热量。试分别求出气体内能的改变、吸收的热量、外界对气体作的功。能的改变、吸收的热量、外界对气体作的功。现在学习的是第23页，共29页现在学习的是第24页，共29页例例6.一定质量的理想气体一定质量的理想气体,由状态由状态a经经b到达到达c,（如图（如图,abc为一直线）求此过程中。为一直线）求此过程中。（1）气体对外做的功；）气体对外做的功；（2）气体内能的增加；）气体内能的增加；（3）气体吸收的热量；）气体吸收的热量；(1atm=1.013105Pa).现在学习的是第25页，共29页现在学习的是第26页，共29页现在学习的是第27页，共29页现在学习的是第28页，共29页感谢大家观看现在学习的是第29页，共29页