2019年大学物理热力学基础习题.ppt
《2019年大学物理热力学基础习题.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2019年大学物理热力学基础习题.ppt(55页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第六章,热 力 学 基 础,前言:,热力学研究对象:物质的热运动 (另一种运动形式),热运动:(固体、液体、气体)大量微粒(原子,分子等)不停地无规则运动,研究方法(气体):,1、能量观点出发,以实验方法研究热现象的宏观规律(热力学),2、应用统计方法(大量无规律运动微粒的集体行为)研究其微观本质(气体动理论),一、理想气体的物态方程,1、描写气体的参量,压强,体积,2、平衡态,3、理想气体的状态方程,绝对温度,气体状态参量不受时间变化 时称为平衡态,在 图上有一确定点,在平衡态时的理想气体各状态量有,气体质量, 气体的摩尔质量, (摩尔气体常量),二、热力学中的几个基本概念和重要物理量,1、
2、热力学系统:研究的对象,2、热力学过程:系统从一个平衡态到另一个平衡态的变化过程,平衡(准静态)过程:过程的中间状态都可以看作平衡状态,图上可用一条曲线表示过程曲线,准静态过程是理想过程,3、热力学的几个重要物理量,(1)功(体积变化所作的功),图上过程曲线下所包围的面积,功是过程量不是状态量,(2)热量:系统与外界由于温差而传递的能量,热量传递与过程有关,也是过程量,(3)内能:系统内部的能量 是描述系统状态的一个物理量(系统内所有分子热运动的能量),复习:热量 热容,内能是状态量,内能的变化(增量)与经历过程无关,4、热力学第一定律,理想气体内能只是温度的单值函数,(1)定律:系统从外界吸
3、收热量,使系统内能增加和系统对外做功,或,注意 的正负号规定,(2)第一类永动机是不可能制作的,即不消耗任何能量而能不断地对外做功的机器是不可能的,列举几个历史上“著名”的第一类永动机,结论:“要科学,不要永动机!”焦耳,水车,转动体,三、热力学第一定律在等值过程中的应用,1、等体过程,(2)热力学第一定律,系统(气体)吸收的热量全部用来增加气体的内能,(1)特点:=常量, 图上过程线图示 过程方程 =常量,(3)定体摩尔热容量,对质量 气体,2、等压过程,(1)特点:P=常量 图上过程曲线图示 过程方程 =常量,(2)热力学第一定律,系统吸收热量是一部分增加气体的内能,另一部分气体对外做功,
4、(3)定压摩尔热容量,由第一定律得,所以,此时 (查表),小结:,(迈耶公式),摩尔热容比,3、等温过程,(2)热力学第一定律,气体吸收的热量全部用来对外做功,(1)特点:=常量 图上过程线图示 过程方程 =常量,(2)热力学第一定律,绝热过程外界对气体做功使气体内能增加,4、绝热过程,或,讨论,(1)绝热过程的绝热方程的推导(略),(2)图上绝热线和等温线的比较,PV=常量, (曲线斜率),解释:在改变相同的体积下,绝热过程中压强的变化要大些,=常量, 曲线斜率,因为 ,绝热线比等温线陡!,等值过程中 和 的计算,例1、计算2mol的氦气(He)在图示过程中的各值,解: 等体,查表得,(放热
5、,内能减少),等压,从P-V图上直接判断各量的正负,注意 普遍适应,解:等温过程,例2、已知5mol的氢气 并压缩至 所做的功(1)等温过程(2)绝热过程,(外界对气体作功),绝热过程,又,讨论:,两者压强变化,(外界对气体作功),由 =常量,由 =常量,四、循环过程:系统经历一系列状态变化后,又回到原来状态,2、热机与致冷机,热机效率:吸热 ,放热 ,(1)对外做功,(2)致冷机 致冷系数(作逆循环),从低温热源吸热 ,向高温热源放热 ,外界作功,例题、1mol单原子气体氖经历图示循环求其效率,解:,吸热,放热,或,六、卡诺循环,问题:如何提高热机效率?热机效率能否达到100%?,从一个理想
6、的热机循环着手,1、卡诺循环:两个等温过程( )和两个绝热过程组成。,其效率:,等温( )吸热,等温( )放热,由于 绝热有,绝热有,比较得,卡诺热机效率,2、讨论,仿上得 卡诺致冷机,(1)这是完成一个循环所需的最少热源(高温热源 和低温热源 ),实际上约30%!,例如:南京发电厂某台机组,则其效率为,又例:一台致冷机(冰箱),其致 冷系数约是卡诺致冷机的55%, 今在如下情况下工作: 室温200C(293K)冰箱冷室50C(278K)欲使从室内传入冰箱的热量(每天2.0107J)不断排出,该冰箱的功率为多大?,解:冰箱的致冷系数,由 的定义,即一昼夜耗电约0.6度,又因为,(每天),功率
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2019 大学物理 热力学 基础 习题
链接地址:https://www.31doc.com/p-2825571.html