《第09章热力学基础习题课精.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第09章热力学基础习题课精.ppt（50页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第09章热力学基础习题课1第1页，本讲稿共50页平衡态一、基本概念准静态过程二、理想气体物态方程质量不变理想气体的准静态过程可以用PV图中的曲线表示。2第2页，本讲稿共50页1、气体在准静态过程做功的计算三、内能、做功和热量的计算2、理想气体的内能公式做功的大小为PV图曲线下的面积。内能为状态量。3第3页，本讲稿共50页3、准静态过程中热量的计算定体摩尔热容定压摩尔热容比热容比单原子分子：双原子分子：多元子分子：4第4页，本讲稿共50页1、热力学第一定律：四、热力学第一定律及其等值过程的应用符号规定：系统吸热Q为正；放热Q为负。内能增加为E正；减少E为负。系统对外做功W为正。外界对系统做功W为
2、负 5第5页，本讲稿共50页2、等容过程V=恒量，dV=0等容过程的热力学第一定律:等容过程系统的吸热：等容过程系统内能的增量：等容过程系统作功：6第6页，本讲稿共50页3、等压过程p=恒量，dp=0等压过程的热力学第一定律:等压过程系统的吸热：等压过程系统内能的增量：等压过程系统作功：7第7页，本讲稿共50页4、等温过程T=恒量 ，dE=0等压过程的热力学第一定律:等温过程系统内能的增量：等温过程系统作功和吸热：8第8页，本讲稿共50页绝热过程的热力学第一定律:5、绝热过程绝热过程的功：绝热过程内能增量：绝热方程：绝热线和等温线的交点处，绝热线的斜率比等温线的大。9第9页，本讲稿共50页过程
3、等体等压等温绝热过程方程内能增量系统作功系统吸热 摩尔热容第10页，本讲稿共50页循环过程：系统经历一系列的变化过程又回到初始状态的过程。循环特征:经历一个循环过程后，内能不变。五、循环过程和循环的效率致冷系数：热机效率：11第11页，本讲稿共50页卡诺循环效率：卡诺致冷系数：卡诺循环：两个绝热过程和两个等温过程。12第12页，本讲稿共50页六、热力学第二定律开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量使之完全变为有用的功而不产生其他影响。克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。1、在相同的高温热源与相同的低温热源之间工作的一切可逆机，不论用什么工作物质，效率相等。2、在相同
4、的高温热源与相同的低温热源之间工作的一切不可逆机的效率不可能高于可逆机的效率。卡诺定理13第13页，本讲稿共50页例1.将500J的热量传给标准状态下的2摩尔氢.(1)体积不变,热量变为什么?氢的温度为多少?(2)温度不变,热量变为什么?氢的p,V各为多少?(3)压强不变,热量变为什么?氢的T,V各为多少?解解:(1)Q=E，热量转变为内能，热量转变为内能.14第14页，本讲稿共50页Q=W，热量转变为功，热量转变为功.例1.将500J的热量传给标准状态下的2摩尔氢.(1)体积不变,热量变为什么?氢的温度为多少?(2)温度不变,热量变为什么?氢的p,V各为多少?(3)压强不变,热量变为什么?氢
5、的T,V各为多少?解:15第15页，本讲稿共50页Q=W+E，热量转变为功，热量转变为功和内能和内能例1.将500J的热量传给标准状态下的2摩尔氢.(1)体积不变,热量变为什么?氢的温度为多少?(2)温度不变,热量变为什么?氢的p,V各为多少?(3)压强不变,热量变为什么?氢的T,V各为多少?解:16第16页，本讲稿共50页例2.一定量的理想气体,由状态a经b到达c.(图中abc为一直线),求此过程中:(1)气体对外作的功.(2)气体内能的增量.(3)气体吸收的热量.p/atmV/l0321321cba解解:17第17页，本讲稿共50页例例3.质质量量为为2.8 10-3kg,压压强强为为1a
6、tm,温温度度为为27的的氮氮气气.先先在在体体积积不不变变的的情情况况下下使使其其压压强强增增至至3atm,再再经经等等温温膨膨胀胀使使压压强强降降至至1atm,然然后后又又在在等等压压过过程程中中将将体体积积压压缩缩一一半半.试试求求氮氮气气在在全全部部过过程程中中的的内内能能变变化化,所所作作的的功功以以及及吸吸收收的的热热量量,并画出并画出p-V图图.解解:V3V4Vp/atm132V1123418第18页，本讲稿共50页等体过程等体过程:V3V4Vp/atm132V1123419第19页，本讲稿共50页等温过程等温过程:等压过程等压过程:V3V4Vp/atm132V1123420第2
7、0页，本讲稿共50页全过程:V3V4Vp/atm132V1123421第21页，本讲稿共50页例例4.有有810-3kg氧氧气气,体体积积为为0.4110-3m3,温温度度为为27.如如氧氧气气作作绝绝热热膨膨胀胀,膨膨胀胀后后的的体体积积为为4.110-3m3,问问气气体体作作多多少少功功?如如作作等等温温膨膨胀胀,膨膨胀胀后后的的体体积积也也为为4.110-3m3,问问气气体作多少功体作多少功?解解:绝热方程绝热方程:22第22页，本讲稿共50页例5.有体积为10-2m3的一氧化碳,其压强为107Pa,温度为300K.膨胀后,压强为105Pa.试求(1)在等温过程中系统所作的功和吸收的热量
8、.(2)如果是绝热过程,情况将怎样?解解:(1)23第23页，本讲稿共50页例5.有体积为10-2m3的一氧化碳,其压强为107Pa,温度为300K.膨胀后,压强为105Pa.试求(1)在等温过程中系统所作的功和吸收的热量.(2)如果是绝热过程,情况将怎样?解解:(2)又24第24页，本讲稿共50页热力学过程中吸放热的判断pVpV过程pVTWEQ等体升压等压膨胀等温膨胀绝热膨胀0+0+0+0+-+0+0+-pV等温线绝热线25第25页，本讲稿共50页例6.3.210-2kg氧气作ABCD循环过程.AB和C D都为等温过程,设T1=300 K，T2=200 K,V2=2V1.求循环效率.解：解：
9、吸热吸热放热放热吸热吸热放热放热26第26页，本讲稿共50页例7.奥托机是德国物理学家奥托发明的一种热机,计算奥托机的循环效率.c d,e b为等容过程;b c,d e为绝热过程.c d,e b为等容过程为等容过程:解解:吸热吸热放热放热b c，d e为绝热过程为绝热过程:27第27页，本讲稿共50页称为压缩比一般为8,如采用双原子分子气体为工作物质,在理想情况下,其热机效率为:28第28页，本讲稿共50页大作业参考解答第29页，本讲稿共50页第30页，本讲稿共50页第31页，本讲稿共50页第32页，本讲稿共50页5第33页，本讲稿共50页6A.A.克克劳劳修修斯斯说说法法中中强强调调不不留留
10、下下任任何何其其他他变变化化的的条条件件.冰冰箱箱和和空空调调就就是是把把热热从从低低温温物物体体传传到到高高温温物物体体的的例例子子.这这个个过过程程的的其其它它变变化化是是把把环环境境所所做做的的功功同同时时转转变变成成热热而而送送到到了了高高温温物物体体,环环境境中中留留下下了了功功变变成成热热的的影响影响.B.B.开开尔尔文文说说法法中中同同样样是是强强调调不不留留下下任任何何其其他他变变化化的的条条件件.理理想想气气体体的的等等温温膨膨胀胀过过程程,就就是是一一个个从从单单一一热热源源吸吸热热并并全全部部转转变变为为功功的的例例子子,这这个个过过程程的的其其它它变变化化是是理理想想气
11、气体体的的体体积积膨膨胀胀了了和和压压力力降降低低了了,环环境境必必须须通通过过作作功功压压缩缩理理想想气气体体回回到到始始态态,环环境境中中留留下下了了功功变变成成热热的的影影响响.第34页，本讲稿共50页7第35页，本讲稿共50页8第36页，本讲稿共50页传热传热做功做功温度改变量温度改变量过程过程第37页，本讲稿共50页第38页，本讲稿共50页第39页，本讲稿共50页第40页，本讲稿共50页等压等压绝热绝热等压等压绝热绝热卡若卡若第41页，本讲稿共50页320 K第42页，本讲稿共50页第43页，本讲稿共50页第44页，本讲稿共50页第45页，本讲稿共50页第46页，本讲稿共50页第47页，本讲稿共50页第48页，本讲稿共50页第49页，本讲稿共50页第50页，本讲稿共50页