8-3 8-4理想气体的四个等值过程.ppt

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1、第八章第八章 热力学基础热力学基础物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）83 83 8484理想气体的四个等值过程理想气体的四个等值过程 计算各等值过程的热量、功和内能的理论基础计算各等值过程的热量、功和内能的理论基础（1）（理想气体的理想气体的共性）共性）（2）解决过程中能解决过程中能量转换的问题量转换的问题（3）（理想气体的状态函数理想气体的状态函数）（4）各等值过程的特性各等值过程的特性.第八章第八章 热力学基础热力学基础物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）83 83 8484理想气体的四个等值过程理想气体的四个等值过程一一 等体过程等体过程 摩尔定体热容摩尔定体热容2.过程方程过

2、程方程 常量常量1.特性特性 常量常量热力学第一定律热力学第一定律 摩尔定体热容摩尔定体热容:理想气体在等体过程中吸理想气体在等体过程中吸收的热量收的热量 ，使温度升高，使温度升高 ,其摩尔定体热容为其摩尔定体热容为单位单位第八章第八章 热力学基础热力学基础物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）83 83 8484理想气体的四个等值过程理想气体的四个等值过程热力学第一定律热力学第一定律 等等体体升升压压 12 等等体体降降压压 12第八章第八章 热力学基础热力学基础物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）83 83 8484理想气体的四个等值过程理想气体的四个等值过程12二二 等压过程等压过

3、程 摩尔定压热容摩尔定压热容2.过程方程过程方程 常量常量热一律热一律1.特特 性性 常量常量功功 摩尔定压热容摩尔定压热容:理想气体在等压过程中吸理想气体在等压过程中吸收的热量收的热量 ，温度升高，温度升高 ，其摩尔定压热容为，其摩尔定压热容为W第八章第八章 热力学基础热力学基础物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）83 83 8484理想气体的四个等值过程理想气体的四个等值过程 可得摩尔定压热容和摩尔定体热容的关系可得摩尔定压热容和摩尔定体热容的关系 摩尔热容比摩尔热容比 第八章第八章 热力学基础热力学基础物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）83 83 8484理想气体的四个等值过程

4、理想气体的四个等值过程12W等等 压压 膨膨 胀胀12W等等 压压 压压 缩缩 W W第八章第八章 热力学基础热力学基础物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）83 83 8484理想气体的四个等值过程理想气体的四个等值过程 理想气体内能变化理想气体内能变化 定体摩尔热容定体摩尔热容 定压摩尔热容定压摩尔热容 摩尔热容比摩尔热容比 理想气体摩尔热容理论计算理想气体摩尔热容理论计算第八章第八章 热力学基础热力学基础物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）83 83 8484理想气体的四个等值过程理想气体的四个等值过程三三 等温过程等温过程热力学第一定律热力学第一定律恒恒温温热热源源T12特征特征

5、 常量常量过程方程过程方程常量常量第八章第八章 热力学基础热力学基础物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）83 83 8484理想气体的四个等值过程理想气体的四个等值过程12等温等温膨胀膨胀W12W等温等温压缩压缩 W W第八章第八章 热力学基础热力学基础物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）83 83 8484理想气体的四个等值过程理想气体的四个等值过程VPAB*o答答：（：（B）例例 一定量的理想气体，由平衡态一定量的理想气体，由平衡态 A B，则则无论经过什么过程，系统必然：无论经过什么过程，系统必然：A）对外作正功；对外作正功；B）内能增加；内能增加；C）从外界吸热；从外界吸热；D

6、）向外界放热。向外界放热。功功和和热量都是过程量热量都是过程量,始末状态确定后，不同过始末状态确定后，不同过程，功和热量是不同的程，功和热量是不同的;而内能是状态量只决定于始而内能是状态量只决定于始末状态末状态,与过程无关与过程无关.第八章第八章 热力学基础热力学基础物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）83 83 8484理想气体的四个等值过程理想气体的四个等值过程 例例 一定量的理想气体从体积一定量的理想气体从体积 膨胀到体积膨胀到体积 分别经过如下的过程，其中吸热最多的过程是什么过分别经过如下的过程，其中吸热最多的过程是什么过程？（程？（A-BA-B等压过程；等压过程；A-CA-C 等

7、温过程；等温过程；A-DA-D 绝热过程）绝热过程）解解ABCD第八章第八章 热力学基础热力学基础物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）83 83 8484理想气体的四个等值过程理想气体的四个等值过程12四四 绝热过程绝热过程与外界无热量交换的过程与外界无热量交换的过程特征特征绝热的绝热的汽缸壁和活塞汽缸壁和活塞热一律热一律第八章第八章 热力学基础热力学基础物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）83 83 8484理想气体的四个等值过程理想气体的四个等值过程若已知若已知 及及12W从从 可得可得由热力学第一定律有由热力学第一定律有第八章第八章 热力学基础热力学基础物理学教程物理学教程（第二

8、版）（第二版）83 83 8484理想气体的四个等值过程理想气体的四个等值过程 绝热过程方程的推导绝热过程方程的推导分离变量得分离变量得12绝绝 热热 方方 程程常量常量常量常量常量常量第八章第八章 热力学基础热力学基础物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）83 83 8484理想气体的四个等值过程理想气体的四个等值过程12W绝绝 热热 膨膨 胀胀12W绝绝 热热 压压 缩缩 W W第八章第八章 热力学基础热力学基础物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）83 83 8484理想气体的四个等值过程理想气体的四个等值过程五五 绝热线和等温线绝热线和等温线绝热绝热过程曲线的斜率过程曲线的斜率等温

9、等温过程曲线的斜率过程曲线的斜率 绝热线的斜率大于绝热线的斜率大于等温线的斜率等温线的斜率.常量常量常量常量ABC常量常量第八章第八章 热力学基础热力学基础物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）83 83 8484理想气体的四个等值过程理想气体的四个等值过程VPAB*O12绝热绝热例例1：讨论理想气体下图过程中，各过程讨论理想气体下图过程中，各过程 的正负的正负。A BA 2 BA 1 B第八章第八章 热力学基础热力学基础物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）83 83 8484理想气体的四个等值过程理想气体的四个等值过程 例例2 已知已知 2 mol 氦气氦气 先等压先等压膨胀体积倍增，

10、后绝热膨胀至原温度。膨胀体积倍增，后绝热膨胀至原温度。1）画画 PV 图图pVABCo20402）在这过程中氦气在这过程中氦气吸热吸热3）A-B-C 过程氦气的内能过程氦气的内能 变化变化4）A-B-C 过程气体做的总功过程气体做的总功第八章第八章 热力学基础热力学基础物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）83 83 8484理想气体的四个等值过程理想气体的四个等值过程 例例3 设有设有 5 mol 的氢气，最初的压强为的氢气，最初的压强为 温度为温度为 ，求在下列过程中，把氢气压缩为原体积，求在下列过程中，把氢气压缩为原体积的的 1/10 需作的功需作的功:1）等温过程，）等温过程，2）绝

11、热过程）绝热过程.3）经）经这两过程后，气体的压强各为多少？这两过程后，气体的压强各为多少？解解 1）等温过程）等温过程2）氢气为双原子气体）氢气为双原子气体12常量常量第八章第八章 热力学基础热力学基础物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）83 83 8484理想气体的四个等值过程理想气体的四个等值过程3）对等温过程）对等温过程对绝热过程对绝热过程,有有12常量常量第八章第八章 热力学基础热力学基础物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）83 83 8484理想气体的四个等值过程理想气体的四个等值过程 例例4 4 氮气液化，氮气液化，把氮气放在一个绝热的汽缸中把氮气放在一个绝热的汽缸中.开始时开始时,氮气的压强为氮气的压强为5050个标准大气压、温度为个标准大气压、温度为300K;300K;经急速膨胀后经急速膨胀后,其压强降至其压强降至 1 1个标准大气压个标准大气压,从而使氮从而使氮气液化气液化 .试问此时氮的温度为多少试问此时氮的温度为多少?解解 氮气可视为理想气体氮气可视为理想气体,其液化过程为绝热过程其液化过程为绝热过程.