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类型大物简稿.ppt

  • 上传人:ysd1539
  • 文档编号:8034931
  • 上传时间:2019-06-05
  • 格式:PPT
  • 页数:25
  • 大小:2.12MB
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    1、理想气体的状态方程,对理想气体:,平衡态下,气体系统有:,或:,其中:M为气体的摩尔质量;NA=6.02 1023 mol -1(阿伏伽德罗常数);n为分子数密度;k = 1.3810-23J/K; R = 8.31J/molK 。,k: 玻尔兹曼常数; R:普适气体常量,3. 内能增量 E:,Q 0 :系统吸热; Q 0 :系统放热;,“热能”与“热量”,一、热力学第一定律,能量守恒定律说明: 系统从外界吸收的热量,一部 分用于系统对外作功,另一部分用来增加系统的内能。,对元过程:,(热力学第一定律),第一类永动机是不可能制作的!,二、摩尔热容量的计算,1. 定体摩尔热容量 CV,m,定体过

    2、程:VConst. 或 dV0,而,2. 定压摩尔热容量 Cp,m,定压过程:pConst. ,则,而, 定体过程的热量:, 定压过程的热量:, 等温过程的功:, 任意过程的内能增量:,四、准静态绝热过程,对 两边微分:,(1),(2),与外界无热量交换,即,或根据热力学第一定律:,可以证明:, 绝热膨胀:WQ 0,E 0,即 E,T;,绝热压缩:WQ 0,即 E,T;, 绝热线比等温线陡峭。,等温线:,绝热线:,可知:,2. 绝热过程曲线:, 可写成:,定义:热机效率,二、卡诺循环,ab:等温膨胀 ( T1 ),cd:等温压缩 ( T2 ),bc:绝热膨胀,da:绝热压缩,1、卡诺正循环,卡

    3、诺热机效率只与高、低温热源的温度有关,与工质无关!,一、可逆过程与不可逆过程,一个系统由某一状态出发,经过某一过程达到另一状态,若存在另一过程,它能使系统回到初始状态的同时也消除了系统对外界引起的一切影响,则原过程称为可逆过程,否则为不可逆过程。,1. 准静态过程;,可逆过程的两个条件:,2. 无耗散。,则:,有时:,( 气体质量密度 ),( 压强公式),气体分子的方均根速率:,温度的微观意义:温度是气体分子平均平动动能的量度,反映物体内分子无规则热运动的剧烈程度。,二、温度公式,将状态方程 p = nkT 代入压强公式:,( 温度公式 ),一、自由度,自由度:描写物体在空间位置所需的独立坐标

    4、数,即描写其位置所需的最少的坐标数。,自由度数一般用 i 表示。,分子能量中独立的速度平方和坐标的平方项数目。(二次项数),1. 一个质点,描写它的空间位置,需要 3 个平动自由度 t,即:,单原子分子如:He 、Ne 、Ar 等气体;,双原子分子如:Co 、H2 、O2 、N2 等气体;,多原子分子如:Co2 、H2o 、CH4 等气体。,Tab. 1 刚性分子的自由度,四、理想气体的内能 E,由于理想气体分子间无相互作用,系统无势能,则 系统总能量为:,( 系统内能 ),理想气体的内能只与系统的温度有关,是温度 T 的单值函数,且 E T 。,( 设容器中共有 N 个分子 ),表示在速率

    5、v 附近,单位速率区间内的分子出现的 概率,即概率密度。,( 归一化条件 ),或者写成等式:,则:,显然,表示在速率 v 附近,单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比。,或写成:,( 其中: ),Maxwell 速率分布曲线:,在 vv+dv 速率区间内分子出现的概率:,在 v1v2 速率区间内分子出现的概率:,由 可知:,f (v) v 整个曲线下的面积1,2. 平均速率 :,3. 方均根速率 :,四、三种分子速率,1. 最概然速率 vp:,分子在该速率附近出现的概率最大。,一、定义,平均自由程:,分子在连续两次碰撞间所经过的平均 路程。常用 表示。,平均碰撞频率:,分子在单位时间内的平均碰撞次数。 常用 表示。,则,在 t 时间内,有:, 与哪些因素相关,二、平均碰撞频率与平均自由程,则:t 时间内与该分子碰撞的分子个数为:,设分子的有效直径为d,某分子以 相对于其他分子运动 ( 其他分子静止 )。,理论修正:,可知:,则,平均自由程为:,而:,常温常压下:,

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