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1、热力学第一定律及应用热力学第一定律及应用上页上页下页下页返回返回退出退出上页上页下页下页返回返回退出退出热力学第一定律及应用热力学第一定律及应用等温过程等温过程(isothermal)上页上页下页下页返回返回退出退出上页上页下页下页返回返回退出退出将活塞移动距离将活塞移动距离dl做功为做功为:热力学第一定律及应用热力学第一定律及应用计算做功：计算做功：对不同的热力学过程我们计算做功对不同的热力学过程我们计算做功上页上页下页下页返回返回退出退出上页上页下页下页返回返回退出退出气体由状态气体由状态A变化到变化到D等体过程：等体过程：由于体积不发生变化，由于体积不发生变化，dV=0,不做功。不做功。
2、气体由状态气体由状态D变化到变化到B等等压过程：压过程：由于压力不变，做功积分由于压力不变，做功积分pdV=PV.做功用做功用P-V图上阴影面积表示图上阴影面积表示上页上页下页下页返回返回退出退出上页上页下页下页返回返回退出退出概念题概念题:等温和绝热过程的做功等温和绝热过程的做功下面的下面的PV图给出了等温和绝热这两种气体膨胀过程图给出了等温和绝热这两种气体膨胀过程.初态体积初态体积VA和末态体积和末态体积VB都相同都相同(VB=VC).哪一个过哪一个过程气体做功多程气体做功多?对比曲线下方面积对比曲线下方面积AB过程比过程比AC过程做功多过程做功多上页上页下页下页返回返回退出退出上页上页下
3、页下页返回返回退出退出例：等压和等体过程中的热力学第一定律例：等压和等体过程中的热力学第一定律.上页上页下页下页返回返回退出退出上页上页下页下页返回返回退出退出vBD过程过程 等压压缩等压压缩vDA过程过程 等体升温等体升温dV=0,W=0vBDA过程过程 W=-1.6x103J负号表示外界对气体做正功负号表示外界对气体做正功(a)分段考虑分段考虑(b)A、B点在一条等温线上点在一条等温线上 E内内=0 Q-W=0 Q=W=-1.6x103J 负号表示热量流失负号表示热量流失上页上页下页下页返回返回退出退出上页上页下页下页返回返回退出退出v理想气体理想气体自由膨胀自由膨胀Q=0，W=0，E=0
4、上页上页下页下页返回返回退出退出上页上页下页下页返回返回退出退出气体的比热与热力学过程有关：气体的比热与热力学过程有关：等体比热容等体比热容 1mol气体在气体在体积不变体积不变的条件下升高的条件下升高1Co所吸收的热量所吸收的热量等压比热容等压比热容 1mol气体在气体在压强不变压强不变的条件下升高的条件下升高1Co所吸收的热量所吸收的热量v气体的摩尔热容气体的摩尔热容上页上页下页下页返回返回退出退出上页上页下页下页返回返回退出退出气体比热容列表气体比热容列表CP CV 近似等于近似等于2CP/CV随气体种类改变随气体种类改变上页上页下页下页返回返回退出退出上页上页下页下页返回返回退出退出解
5、释解释气体保持体积不变，气体不做功，气体保持体积不变，气体不做功，W=0 E内内=QV.气体保持压强不变的情况：气体保持压强不变的情况：E内内=QP -PV.比较单原子分子气体的这两种过程，当温度变化相比较单原子分子气体的这两种过程，当温度变化相同时，同时，与实验结果吻合与实验结果吻合.迈耶公式迈耶公式上页上页下页下页返回返回退出退出上页上页下页下页返回返回退出退出此外此外,由于由于可知可知也与实验结果相符也与实验结果相符.对于分子结构更复杂的气体，分子热容变大。对于分子结构更复杂的气体，分子热容变大。这是因为存在其他形式的内能（转动，振动等）这是因为存在其他形式的内能（转动，振动等）上页上页
6、下页下页返回返回退出退出上页上页下页下页返回返回退出退出每一个转动或振动模式对应一个自由度每一个转动或振动模式对应一个自由度.能量均分定理表明：内能在活跃的自由度之间是平均能量均分定理表明：内能在活跃的自由度之间是平均分配的，每一个自由度对应能量分配的，每一个自由度对应能量 kT.实际测量结果更为复杂。实际测量结果更为复杂。对于高温下的固体对于高温下的固体,CV 约等于约等于 7/2R,对应于每个原子有对应于每个原子有7个自由度个自由度.上页上页下页下页返回返回退出退出上页上页下页下页返回返回退出退出双原子分子双原子分子单原子分子单原子分子平动自由度平动自由度t=3平动自由度平动自由度t=3转动自由度转动自由度r=2三原子分子三原子分子平动自由度平动自由度t=3转动自由度转动自由度r=3上页上页下页下页返回返回退出退出上页上页下页下页返回返回退出退出(b)分段考虑分段考虑AB绝热过程绝热过程 BC等温过程等温过程总功总功 48kJ+37kJ=85kJ