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1、6-2 热力学第一定律在几种典型准静态过程中的应用 计算各等值过程的热量、功和内能的理论基础计算各等值过程的热量、功和内能的理论基础（1）（理想气体的理想气体的共性）共性）（2）解决过程中能解决过程中能量转换的问题量转换的问题（3）（理想气体的状态函数理想气体的状态函数）（4）各准静态过程的特性各准静态过程的特性.单位单位一一 等体过程等体过程 定体摩尔热容定体摩尔热容过程方程过程方程 常量常量热力学第一定律热力学第一定律特性特性 常量常量 定体摩尔热容定体摩尔热容:理想气体在等体过程中吸理想气体在等体过程中吸收的热量收的热量 ，使温度升高，使温度升高 ,其定体摩尔热容为其定体摩尔热容为1、热
2、容：、热容：使物质温度升高使物质温度升高1K所需要的热量称为该物质的所需要的热量称为该物质的热容热容。2、比热容：、比热容：单位质量的热容称为单位质量的热容称为比热容比热容。热力学第一定律热力学第一定律 等等体体升升压压 12 等等体体降降压压 12单原子分子理想气体双原子分子理想气体多原子分子理想气体12二二 等压过程等压过程 定压摩尔热容定压摩尔热容过程方程过程方程 常量常量热一律热一律特特 性性 常量常量功功 定压摩尔热容定压摩尔热容:理想气体在等压过程中吸理想气体在等压过程中吸收的热量收的热量 ，温度升高，温度升高 ，其定压摩尔热容为，其定压摩尔热容为W 可得定可得定压压摩尔热容和定体
3、摩尔热容的关系摩尔热容和定体摩尔热容的关系 摩尔热容比摩尔热容比 12W等等 压压 膨膨 胀胀12W等等 压压 压压 缩缩 A A理想气体的定压摩尔热容比定体摩尔热容大一个恒量理想气体的定压摩尔热容比定体摩尔热容大一个恒量R等体过程等体过程中，气体吸收的热量全部用来增加系统的内能中，气体吸收的热量全部用来增加系统的内能等压过等压过程中，气体吸收的热量，一部分用来增加系统的程中，气体吸收的热量，一部分用来增加系统的内能，还有一部分用于气体膨胀时对外界作功内能，还有一部分用于气体膨胀时对外界作功气体升高相同的温度，在等压过程吸收的热量要比在等气体升高相同的温度，在等压过程吸收的热量要比在等体过程中
4、吸收的热量多。体过程中吸收的热量多。例例120g120g的氦气从初始温度为的氦气从初始温度为1717C C分别通过（分别通过（1 1）等容过）等容过程（程（2 2）等压过程，升温至）等压过程，升温至2727C C，求气体内能增量、吸收求气体内能增量、吸收的热量、气体对外作的功。的热量、气体对外作的功。解：（解：（1）V不变，不变，A=0（2）P不变，不变，三三 等温过程等温过程热力学第一定律热力学第一定律恒恒温温热热源源T12特征特征 常量常量过程方程过程方程常量常量12等温等温膨胀膨胀W12W等温等温压缩压缩 A A例例2 原在标准状态下的原在标准状态下的2mol的氢气，经历一过程吸热的氢气
5、，经历一过程吸热500J。问：（问：（1）若该过程是等容过程，气体对外做功）若该过程是等容过程，气体对外做功多少？末态压强多少？末态压强P=?（2）若该过程是等温过程，气体若该过程是等温过程，气体对外做功是多少？末态体积对外做功是多少？末态体积V=?（3）若该过程是等压过若该过程是等压过程，末态温度程，末态温度T=?气体对外做功多少？气体对外做功多少？解：（解：（1）等容过程等容过程 A=0，（2）等温过程：）等温过程：A=Q=500J（3）等压过程吸收的热量：）等压过程吸收的热量：12四四 绝热过程绝热过程与外界无热量交换的过程与外界无热量交换的过程1.1.特征特征绝热的绝热的汽缸壁和活塞汽
6、缸壁和活塞热一律热一律若已知若已知 及及12W从从 可得可得由热力学第一定律有由热力学第一定律有 2.绝热过程方程的推导绝热过程方程的推导分离变量得分离变量得12绝绝 热热 方方 程程常量常量常量常量常量常量12W绝绝 热热 膨膨 胀胀12W绝绝 热热 压压 缩缩 A A3.绝热线和等温线绝热线和等温线绝热绝热过程曲线的斜率过程曲线的斜率等温等温过程曲线的斜率过程曲线的斜率 绝热线的斜率大于绝热线的斜率大于等温线的斜率等温线的斜率.常量常量常量常量ABC常量常量讨论：下面理想气体的各种过程是否可能？讨论：下面理想气体的各种过程是否可能？（1）内能减少的等容加热过程。）内能减少的等容加热过程。（
7、2）吸收热量的等温压缩过程。）吸收热量的等温压缩过程。（3）吸收热量的等压压缩过程。）吸收热量的等压压缩过程。（4）内能增加的绝热压缩过程。）内能增加的绝热压缩过程。（不可能。（不可能。dV=0,dA=0dQ=dE,加热则加热则dQ0,dE0)（不可能（不可能.等温过程等温过程PV=C,dA0,dT=0,dE=0,dQ=dA0,只能放热。）只能放热。）（不可能。（不可能。dA0,即即dE0,dQ0,故只能放热。）故只能放热。）（可能。（可能。dA0,则系统内能增加。）则系统内能增加。）例例3 设有设有 5 mol 的氢气，最初的压强为的氢气，最初的压强为 温度为温度为 ，求在下列过程中，把氢气
8、压缩为原体积的，求在下列过程中，把氢气压缩为原体积的 1/10 需作的功需作的功:1）等温过程，）等温过程，2）绝热过程）绝热过程.3）经这）经这两过程后，气体的压强各为多少？两过程后，气体的压强各为多少？解解 1）等温过程）等温过程2）氢气为双原子气体）氢气为双原子气体由表由表查得查得 ，有，有12常量常量3）对等温过程）对等温过程对绝热过程对绝热过程,有有12常量常量解：（1）（2）（3）五、多方过程五、多方过程实际上，气体所进行的过程，常常既实际上，气体所进行的过程，常常既不是等温又不是绝热的，而是介于两不是等温又不是绝热的，而是介于两者之间，可表示为者之间，可表示为 PVn n =常量常量 （n n为多方指数）为多方指数）凡满足上式的过程称为凡满足上式的过程称为多方过程多方过程。n=1 n=1 等温过程等温过程 n=n=绝热过程绝热过程 n=0 n=0 等压过程等压过程 n=n=等容过程等容过程一般情况一般情况1 1 n n ，多方过程可近似多方过程可近似代表气体内进行的实际过程。代表气体内进行的实际过程。说明：说明：理想气体的内能增量为理想气体的内能增量为理想气体的状态方程理想气体的状态方程对各种过程都成立。对各种过程都成立。多方过程的功多方过程的功吸收热量吸收热量多方过程内能的变化多方过程内能的变化V(10-3m3)2 a b1p(105Pa)26 热学19解：