第四讲本章小结本章小结第零定律:热平衡与温度的概念第一定律:热量、功与内能,能量守恒第二定律:熵与热力学过程,过程方向第三定律:绝对零度不能实现第四讲本章小结气体分子运动论微观模型: ?分子视为质点?分子自由运动?分子碰撞是完全弹性的?遵从经典力学规律宏观量是微观量的统计平均值统计假设: 统计规律统计平均量压强公式温度公式平均平动动能 23 kTk ?? 23 k p n ?? 212 k mv ?? 22223 1vz vy vx v???vndz 22??pd kT z v 22???? V N dV dN n??0???z vy vx v 状态方程:M pV RT p nkT ???平均碰撞频率: 平均自由程: 速率分布函数: 麦克斯韦速率分布律: 归一化条件: 10 )(??? dv vf Ndv dN vf?)( kT mv ) kT m()v(fev 2 2 4 222 3????/2 kT2 i kT k ??能均分定理: 分子每自由度的平均动能为分子的总平均动能为: 第四讲本章小结热力学系统过程量: 功热量状态量: 内能内能增量热力学第一定律热力学第一定律的应用等温过程: 等压过程: 循环过程绝热过程: 正循环(热机)效率: 逆循环(制冷机)效率: 等容过程: 0? dV 0dp?0? dT 0? dQ AEQ????? 21vv pdV ATC MQ???0??E净 AQQ??2 1 , V m M E C T ??, V m M E C T ?? ? ?吸Q W??吸放Q Q||1?? 211 TT ?W Q 吸??吸放吸QQ Q??|| 卡诺循环 1 1 2 T T T ?第四讲本章小结 0? dV 0dp?0? dT 0? dQ pCT ?CT V? pV C ? 1 pV C ??2 1CTV??? 13 p T C ? ?? ??EQ?? Q E p V ????WQ?EW???过程特点过程方程热一律过程等容等压等温绝热内能增量,m' Vm E C T M ? ? ? 0 ,m' Vm E C T M ? ? ?,m' Vm E C T M ? ? ?第四讲本章小结 0 p V ? 21' ln Vm RT M V 12' ln pm RT M p ?,m' Vm C T M ? ? 1 1 2 2 1 pV p V ????0 ,m' Vm C T M ?,m2 Vi C R ?,m22 pi C R ??R2 3R2 5R3R2 5R2 7R4?? TC0? aC W功 Q 热量过程等容等压等温绝热摩尔热容单双多摩尔热容比 i i2???3 55 73 4 ,m' pm C T M ? 21' ln Vm RT M V 12' ln pm RT M p ?第四讲本章小结热力学第二定律克劳修斯表述: 热量不能自动的从低温物体传给高温物体。开尔文表述: 其唯一效果是热全部转变为功的过程是不可能的, 即第二类永动机是不可能制造的。克劳修斯熵公式: (可逆过程) 熵增加原理: (孤立系,等号用于可逆过程) 微观意义:自然过程总是沿着使分子运动更加无序的方向进行。熵的定义: ?? lnkS??? 21 12T dQ SS R0??S 第四讲本章小结 1 :一条等温线与一条绝热线是否可有两个交点。等温线绝热线答:不可能。因为两条曲线构成了闭合曲线,循环过程只有吸热,且对外做正功,热机效率为 100% ,违背了热力学第二定律。问题分析与讨论第四讲本章小结 2:两个循环过程, 过程 21—2 等温、 2—3’等容、 3’— 4等压、 4—1 绝热。过程 11—2 等温、 2—3 绝热、 3—4 等压、 4—1 绝热。试比较哪个过程热机效率高。 1234'3 PVo 等温线绝热线第四讲本章小结吸Q 放Q 1234'3 PVo 等温线绝热线两个过程吸热是一样的, 但循环面积不同,循环过程作功不同, 解答: 吸Q W?? 21WW?, 21吸吸QQ? 21????第四讲本章小结 3:质量 m= 28 g , 温度 t = 27 °C, P = 1 atm 的氮气,先使其等压膨胀到原来体积的 1 倍,再由体积不变的情况下,使压强增大1倍,最后作等温膨胀使压强降为 1atm 。①. 1、2、3、4态的状态参量 P、V、T。②.各过程中的内能增量、功、热量。 PVo 1 212 34 求:
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