第8章熱力學(xué)基礎(chǔ)

1.

準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程

系統(tǒng)從一個(gè)平衡態(tài)到另一平衡態(tài)所經(jīng)過(guò)的每一中間狀態(tài)均可近似當(dāng)作平衡態(tài)的過(guò)程.準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程在平衡態(tài)p–V圖上可用一條曲線來(lái)表示。準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程功的計(jì)算（功是過(guò)程量）熱量：熱量是高溫物體向低溫物體傳遞的能量.（熱量是過(guò)程量）理想氣體的內(nèi)能：理想氣體不考慮分子間的相互作用，其內(nèi)能只是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)能量（包括分子內(nèi)原子間的振動(dòng)勢(shì)能）的總和，是溫度的單值函數(shù).（內(nèi)能是狀態(tài)量）2.熱力學(xué)第一定律

系統(tǒng)從外界吸收的熱量，一部分使系統(tǒng)的內(nèi)能增加，另一部分使系統(tǒng)對(duì)外界做功.Q=E2-E1

+W

對(duì)于無(wú)限小過(guò)程dQ=dE+dW（注意：各物理量符號(hào)的規(guī)定）3.摩爾熱容:1mol理想氣體溫度升高1度所吸收的熱量.（與具體的過(guò)程有關(guān)）等體等壓等溫絕熱過(guò)程過(guò)程特點(diǎn)過(guò)程方程熱一律內(nèi)能變化摩爾熱容4.理想氣體等值過(guò)程各物理量的計(jì)算5.循環(huán):

系統(tǒng)經(jīng)過(guò)一系列狀態(tài)變化后，又回到原來(lái)的狀態(tài)的過(guò)程叫循環(huán).循環(huán)可用p—V圖上的一條閉合曲線表示.

熱機(jī)效率

熱機(jī):順時(shí)針?lè)较蜻M(jìn)行的循環(huán)致冷系數(shù)

致冷機(jī):逆時(shí)針?lè)较蜻M(jìn)行的循環(huán)卡諾熱機(jī)效率卡諾致冷機(jī)致冷系數(shù)

卡諾循環(huán):系統(tǒng)只和兩個(gè)恒溫?zé)嵩催M(jìn)行熱交換的準(zhǔn)靜態(tài)循環(huán)過(guò)程.

開(kāi)爾文表述：不可能制造出這樣一種循環(huán)工作的熱機(jī)，它只使單一熱源冷卻來(lái)做功，而不放出熱量給其他物體，或者說(shuō)不使外界發(fā)生任何變化。

克勞修斯表述：不可能把熱量從低溫物體自動(dòng)傳到高溫物體而不引起外界的變化。6.熱力學(xué)第二定律7.可逆過(guò)程與不可逆過(guò)程在系統(tǒng)狀態(tài)變化過(guò)程中，如果逆過(guò)程能重復(fù)正過(guò)程的每一狀態(tài)，而不引起其他變化，這樣的過(guò)程叫做可逆過(guò)程。反之稱為不可逆過(guò)程。熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)：自然界一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)際宏觀過(guò)程都是不可逆的。8.卡諾定理1）

在相同高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩粗g工作的任意工作物質(zhì)的可逆機(jī)都具有相同的效率.

2）

工作在相同的高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩粗g的一切不可逆機(jī)的效率都不可能大于可逆機(jī)的效率.

9.熵:

在可逆過(guò)程中，系統(tǒng)從狀態(tài)A改變到狀態(tài)B，其熱溫比的積分是一態(tài)函數(shù)熵的增量。

熵增原理：孤立系統(tǒng)的熵永不減少.孤立系統(tǒng)中的可逆過(guò)程，其熵不變；孤立系統(tǒng)中的不可逆過(guò)程，其熵要增加.

一、填空題1.如果理想氣體的體積按照PV3=C（C是常數(shù)）的規(guī)律從V1膨脹V2到，則它所作的功為

，膨脹過(guò)程中氣體的溫度

（填“升高”、“降低”或“不變”）。補(bǔ)充例題2.卡諾制冷機(jī)的低溫?zé)嵩礈囟葹?00K，高溫?zé)嵩礈囟葹?50K，每循環(huán)一次系統(tǒng)從低溫?zé)嵩次盏臒崃繛?00J，則其制冷系數(shù)為

，每循環(huán)一次對(duì)外放熱為

。

答案：2、600J

答案：

；

降低

；3.理想氣體絕熱自由膨脹過(guò)程是

（填“可逆”或“不可逆”）過(guò)程，理想氣體等溫膨脹的過(guò)程是

（填“可逆”或“不可逆”）過(guò)程。

答案：不可逆、可逆4.在等溫膨脹過(guò)程中，1mol的理想氣體體積從V1增加V2到，則其內(nèi)能增量為

，若溫度為T，氣體從外界吸收的熱量

，其熵變?yōu)?/p>

。

答案：熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律答案：、、3.第一類永動(dòng)機(jī)不能實(shí)現(xiàn)是因?yàn)樗`背了

，第二類永動(dòng)機(jī)不能實(shí)現(xiàn)是因?yàn)樗`背了

。二、判斷題1.兩條絕熱線和一條等溫線可以構(gòu)成一個(gè)循環(huán)。答案：×

2.功可以全部轉(zhuǎn)化為熱量，但熱量不能全部轉(zhuǎn)化為功。

答案：×

3.任何有限溫差的熱交換過(guò)程都是不可逆過(guò)程。答案：√4.在封閉系統(tǒng)中進(jìn)行的任何不可逆過(guò)程其結(jié)果都導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的熵增加。

答案：√

答案精：C三、呆選擇語(yǔ)題1.在下凝列理泊想氣鴿體各飽種過(guò)桂程中尖，那瘦些過(guò)喜程可摩能發(fā)念生？A.等體稼加熱拋，內(nèi)各能減秀少，叛壓強(qiáng)腿升高不；B.等溫姑壓縮電，吸蓬收熱雖量，國(guó)壓強(qiáng)娃升高愿；C.等壓沉壓縮星，吸竹收熱登量，春內(nèi)能據(jù)增加叮；D.絕熱制壓縮盜，內(nèi)灘能增幕加，聽(tīng)壓強(qiáng)拖升高暗。2.在絕紫熱容粘器中口，氣跌體分詠?zhàn)酉蛩フ婵招爸凶员擞膳蚱泼洠瑵搶?duì)于概此過(guò)惑程以融下敘翻述正落確的鎮(zhèn)是：A.氣體惰膨脹禍對(duì)外慎作功授，系父統(tǒng)內(nèi)犧能減效小插；B.氣體換膨脹供對(duì)外煤作功算，系視統(tǒng)內(nèi)型能不額變；C.系統(tǒng)膊不吸猾收熱暈量，盼膨脹向前后員氣體用溫度獨(dú)不變戲；D.系統(tǒng)庫(kù)不吸循收熱仁量，俊膨脹舞前后農(nóng)氣體齡溫度額降低啞。答案譽(yù)：D答案靜：C答案膜：B3.某理想氣體狀態(tài)變化時(shí)，內(nèi)能隨壓強(qiáng)的變化關(guān)系如圖中的直線所示，則到的變化過(guò)程一定是：Ａ．等壓過(guò)程；Ｂ．等體過(guò)程；Ｃ．等溫過(guò)程；Ｄ．絕熱過(guò)程。4.一定量的理想氣體，從p-V圖上初態(tài)a經(jīng)歷①或②過(guò)程到達(dá)末態(tài)b，已知a、b兩態(tài)處于同一條等溫線上（圖中虛線所示），關(guān)于過(guò)程中氣體是吸熱還是放熱正確的是：（

）Ａ．①過(guò)程吸熱，②過(guò)程放熱；Ｂ．①過(guò)程放熱，②過(guò)程吸熱；Ｃ．兩種過(guò)程都吸熱；Ｄ．兩種過(guò)程都放熱。

1.芬4mo特l氫氣賤在溫鋒度為30漂0K時(shí)體木積為0.港05m3，經(jīng)過(guò)乒等壓茶膨脹除，最屠后體看積變威為0.條25m3，試計(jì)垃算這野個(gè)過(guò)圍程中吧氫氣腸對(duì)外蠢作的孫功、融吸收羊的熱警量和直內(nèi)能嫁的增初量。四、限計(jì)算覆題解:對(duì)外例做功尼：吸收牙熱量測(cè)：由熱贏力學(xué)凱第一斬定律汽可得候：2.端2mo櫻l的氫宜氣（蹤蝶視作忠理想恩氣體劍）經(jīng)白歷如額圖所伶示的饅過(guò)程演，即陷由狀莫態(tài)A沿一捕直線熄到達(dá)退狀態(tài)B。(棉1)證明A、腹B兩狀障態(tài)的楊溫度含相同霉；(2待)求此順過(guò)程脾中氣決體吸暴收的懷凈熱攪量。解:(1稈)依題紐奉意，A、繪B兩狀貼態(tài)內(nèi)款能變及化為怎：由于晝對(duì)于聾理想議氣體塞來(lái)說(shuō)纖，內(nèi)塘能是喂溫度雀的單酷值函潤(rùn)數(shù)，除即：BA310642V(×10?3m3)P(×105Pa)(2宇)由熱賀力學(xué)樓第一己定律旁，BA310642V(×10?3m3)P(×105Pa)3.1m