1、从能量观点出发,以观察和实验事实为依据,分析研究物态变化过程中有关热、功转化的关系和条件.,阐述热、功转化的关系的是热力学第一定律,阐述热、功转化的条件的是热力学第二定律,*热力学过程：热力学系统状态随时间变化的过程,非静态过程（非平衡过程）实际过程,* 热力学系统（热力学研究对象，简称系统）,准静态过程（平衡过程）理想过程：过程所经历的所有中间状态都可近似看作平衡态。,*系统的内能,* 准静态过程的功,体系对外作功，消耗体系的内能，体系的温度降低。所以做功是体系与外界能量交换的一种方法。是系统内分子无序运动的能量向外界有序运动能量的转换能量传递的宏观形式。,C物质的比热容,实验证明：,外界对
2、系统做功,外界对系统传热,系统内能改变,在使系统的状态改变上传热和作功具有等效性。,7.1.2 热力学第一定律,对于一微小的过程第一定律可表示为：,3.热力学第一定律适用于任何系统的任何过程（包括非静态过程）,2.正负号的规定:,注意：,4.对于准静态过程热力学第一定律可表达为：,1.Q是一个过程量,7.2 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用,7.2.2 等容过程,特征：dp = 0,一、准静态绝热过程,*,* 绝热过程中P，V，T三者同时变化,* 绝热过程的过程方程,(1) 、(2) 中消去dT，得：,c.物理解释：膨胀相同的体积绝热比等温压强下降得快,例题71设有8g氧气，体积为0.4
3、110-3m3,温度为300K，如氧气作绝热膨胀，膨胀后的体积为4.1010-3 m3,问气体作功多少？如氧气作等温膨胀，膨胀后的体积也是4.1010-3 m3 ，问这时气体作功多少？,气体若作等温膨胀，所作的功为：,热力学第一定律:,过程量,三种等值过程：,1.等容过程,2.等压过程,3.等温过程,绝热过程,热力学第一定律:,过程量,三种等值过程：,1.等容过程,2.等压过程,3.等温过程,绝热过程,解:(1)由绝热过程方程：,根据题意：,方法一：,方法二：对abcd整个应用热力学第一定律,a,c,b,d,绝热过程,始末两态满足状态方程,三、多方过程,n =1 等温过程 n = 绝热过程 n
4、= 0 等压过程 n = 等容过程,*多方过程的功,*摩尔热容,例题75,解：,例题76,一、特点:,p,V,o,a,7.4 循环过程,物质系统经历一系列状态变化过程又回到初始状态，称这一周而复始的变化过程为循环过程.,7.4.1 循环过程,b,注意：,热机效率：,循环过程：E=0,a b c Q1 = Ec - Ea + A1,c d a - |Q2|= Ea - Ec -|A2|,Q1 |Q2| = A1 - |A2| = A,注意：,热机效率：,外界对系统作功，实现从低温源吸热向高温源放热。,制冷系数：,例1. 一定质量的氮气在 7oC 时自 a 态开始做 abca 循环。求：1.净功
5、A = ? 2.Tb = ? Tc = ? 3.计算各分过程吸收或放出的热量? 4. 效率 = ?,解：,1. 净功：,2.,3.,a b 等容过程,(吸热),c a 等压过程,(放热),b c,(放热),4.求效率,=,例题710,吸热,解一：,解二：,正循环,（热机）,7.4.4卡诺循环,为了提高热机效率，1824年法国青年工程师卡诺提出了一个理想循环，它体现了热机循环的基本特怔，我们称它为卡诺循环。,卡诺循环组成,卡诺(1796-1832),顺时针转组成正卡诺循环，逆时针转组成逆卡诺循环。,由上两式得到,解：,7.5 热力学第二定律,但满足能量守恒的热力学过程是否都能实现？,热力学第二定
6、律指明了过程进行的方向和限度,7.5.2 热力学第二定律的两种表述,这两种叙述是完全等价的,不可能制造成功一种循环动作的机器，它只从单一热源吸热，使之全部变为功而对外界不发生任何影响。,热量不可能自动地从低温热源传给高温热源。,一、违背了克劳修斯叙述也就是违背了开耳芬叙述,7.5.3 两种表示的等价性,二、违背了开耳芬叙述也必然违背了克劳修斯叙述,三、热力学第二定律的意义,1.宏观意义：一切与热相联系的现象中，自发实现的过程都是不可逆的。,2.微观意义：一切自然过程总是沿着无序性增大的方向进行,3.热力学第二定律是一个统计规律只有对有大量分子所组成的系统才正确。,本学期“大学物理”课程教学到此结束，谢谢同学们配合。,预祝大家期末考试顺利，暑假心情愉快。,下学期再见。,7.5.1 可逆过程与不可逆过程 卡诺定理,自然界自发进行的过程都是不可逆的。,
