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1、热力学第一定律的应用Q 热力学第一定律的应用一、等体过程一、等体过程一、等体过程一、等体过程 (process at constant volume)等体过程等体过程:气体在状态变化过程中体积保持不变。气体在状态变化过程中体积保持不变。pVV0OV=恒量恒量，dV=0热量热量(heat)Q:系统之间由于热相互作用而传递的能量系统之间由于热相互作用而传递的能量。焦耳用于测定热功当量的焦耳用于测定热功当量的实验装置实验装置注意：注意：注意：注意：功和热量都是过程功和热量都是过程量，而内能是状态量，通量，而内能是状态量，通过做功或传递热量的过程过做功或传递热量的过程使系统的状态（内能）发使系统的状态
2、（内能）发生变化。生变化。热功当量：热功当量：1卡卡=4.186 焦耳焦耳改变热力学系统内能的途径之一改变热力学系统内能的途径之一是是作功作功W改变热力学系统内能的途径之二是传递改变热力学系统内能的途径之二是传递热量热量Q功与热的等效性功与热的等效性热量和热容量热量和热容量热量和热容量热量和热容量 热容量热容量(thermal capacity)：物体温度升高一度所需要物体温度升高一度所需要吸收的热量吸收的热量。比热比热(specific heat)：单位质量物质热容量单位质量物质热容量。单位：单位：单位：单位：摩尔热容摩尔热容(Molar specific heat)：1摩尔物质的热容量摩尔
3、物质的热容量。i 表示不同的过程表示不同的过程热量热量:吸收热量吸收热量内能增量内能增量系统对外做功系统对外做功=0结论：结论：在等体过程中，系统吸收的热量完全用来增加自在等体过程中，系统吸收的热量完全用来增加自身的内能。身的内能。定容摩尔热容：定容摩尔热容：1mol理想气体在体积不变的状态理想气体在体积不变的状态 下，温度升高一度所需要吸收的热量。下，温度升高一度所需要吸收的热量。等体过程的热力学第一定律等体过程的热力学第一定律:吸收热量：吸收热量：系统内能增量：系统内能增量：热力学第一定律热力学第一定律:等压过程等压过程:气体在状态变化过程中压强保持不变。气体在状态变化过程中压强保持不变。
4、p=恒量恒量，dp=0p pQ等压过程等压过程等压过程等压过程 (process at constant pressure)pVV1V2pO 定压摩尔热容：定压摩尔热容：1mol理想气体在压强不变的状态下，理想气体在压强不变的状态下，温度升高一度所需要吸收的热量。温度升高一度所需要吸收的热量。吸收热量吸收热量内能增量内能增量系统对外做功系统对外做功等压过程系统的吸热：等压过程系统的吸热：等压过程系统内能的增量：等压过程系统内能的增量：等压过程系统作功：等压过程系统作功：迈耶公式：迈耶公式：摩尔热容比：摩尔热容比：与定压过程多与定压过程多吸收的热有关吸收的热有关实验证明：实验证明：CV,mCp,
5、m单原子单原子He,Ar35/3=1.63R/25R/2双原子双原子H2,O257/5=1.45R/27R/2多原子多原子H2O,C64/3=1.33R4R等温过程等温过程:气体在状态变化过程中温度保持不变。气体在状态变化过程中温度保持不变。T=恒量，恒量，dE=0等压过程的热力学第一定律等压过程的热力学第一定律:Q=A等温过程等温过程等温过程等温过程 (process at constant temperature)p pQpV1V2VO等温过程系统内能的增量：等温过程系统内能的增量：等温过程系统作功和吸热：等温过程系统作功和吸热：例例例例9-9-1 1 将将500J的热量传给标准状态下的的热量传给标准状态下的2mol氢。氢。(1)V不变，热量变为什么？氢的温度为多少？不变，热量变为什么？氢的温度为多少？(2)T不变，热量变为什么？氢的不变，热量变为什么？氢的p、V各为多少？各为多少？(3)p不变，热量变为什么？氢的不变，热量变为什么？氢的T、V各为多少？各为多少？解：解：(1)V不变不变，Q=E，热量转变为内能热量转变为内能等体过程：等体过程：等温过程：等温过程：V3V4132V1V/m3p/(1.013105Pa)O