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1、7.1 7.2 热力学第一定律,过程：从一平衡态 另一平衡态的过渡,第七章 热力学基础,过程经历的中间态总能视为平衡态,缓慢拉活塞,过程进行得很缓慢,1.1 准静态过程（平衡过程）:,在PV图上可表示为一条曲线,1. 热力学过程:,按过程特点分:,等容, 等温, 等压, 绝热, 多方, 循环,特点:,1.2.非静态过程(非平衡过程）:,中间态不能视为平衡态,在PV图上不能表示为一条曲线,过程进行快慢的标准：,t（过程进行时间） （弛豫时间）,从破坏建立的时间,书: 活塞上的沙子一粒粒移走时,容器中的气体状态变化的过程,扩散过程：,当平衡恢复时，也就是过程进行完毕时, t 总不满足，总是非静态过
2、程。,2.内能,内能是状态参量的函数，内能的变化由状态变化单值决定,理想气体的内能:,3.功,仅讨论准静态过程中压力作功：,规定：系统对外界作功（气体膨胀）为正 外界对系统作功（气体压缩）为负,功的图示:,功的几何意义:,由图可知:功与过程的路径有关,=曲线下的面积,体系质量 m, 温度升高dT时，吸收的热量为 dQ定义热容量为：,热量与过程有关，故热容也与过程有关。,1mol物质温度变化1k时吸收（或放出）的热量,4.热量,摩尔热容：,V不变时，1mol物质温度变化1k时吸收（或放出）的热量,定容摩尔热容：,P不变时1mol物质温度变化1k时吸收（或放出）的热量,定压摩尔热容：,外界对系统作
3、功外界对系统传热系统内能的增量,5. 热力学第一定律,Q=E+ A,即,符号规定：,对任何过程均适用，第一定律是自然界的普遍规律,若为准静态过程: 则第一定律可写为：,包括热量在内的能量守恒,适用范围:,7.3 第一定律对理想气体等值过程的应用,1. 等体过程:,特点：V常数dV=0,过程方程：,=恒量,P-V图:,Q, E, A计算,单,多,双,2. 等压过程,特点：P常数dP=0,P-V图,Q,E, A计算,过程方程：,=恒量,对任何过程：,热容比:,3. 等温过程,特点：T常数 dT=0dE=0,过程方程：PV=恒量,P-V图,Q,E,A计算,E=0,4. 绝热过程,特征：,dQ = 0
4、,绝热过程方程 ?,-绝热过程方程,等温过程:,PV=C,绝热过程:,A,绝热线与等温线比较,在A点绝热线斜率的绝对值大于等温线斜率的绝对值,膨胀相同的体积绝热比等温压强下降得快,等温,绝热,例: 已知理想气体经历图中abcd过程Td=Ta, ab 绝热，bc 等 容，cd等压 P1, V1 , P2, V2 , 为已知。求：,（1）Pb和Vd（2）abcd过程中系统的E（3）abcd过程中系统吸收的热量,解: (1),(2), abcd过程中系统E0,（3）过程E0,例: 汽缸内有单原子理想气体，若绝热压缩使其容积减半，问气体分子的平均速率变为原来速率的几倍？若为双原子理想气体,又为几倍。,
5、解：,由绝热方程：,单原子气体,双原子气体,讨论:理想气体放在绝热容器中的左半部(P0，T0)另一半真空, 问：撤去挡板后达平衡时，气体的压强,判断:,气体向真空自由膨胀为扩散过程, 是非静态,不能用过程方程,但第一定律和状态方程总适用,绝热:,向真空扩散:,5.多方过程：,特点： 过程中mol热容是恒量，包括以上四个过程,可证明,- 多方指数,过程方程：,mol热容 C,过程性质,过程方程,0,等压,1,等温,绝热,等容,-多方过程mol热容,吸热温度反而降低,P-V图,Q,E, A计算,讨论：直线过程,-梯形面积,6. 如何判别吸热和放热,依据：,由 定,由 定,理想气体的典型过程：,等压膨胀,等温膨胀,绝热膨胀,等体升压,初、末态在绝热线上的过程,绝热,吸热,放热,吸热,放热,
