05-4 小结与习题分析1.pdf

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
ÿ
过程过程特点过程方程热一律内能增量
P m
等容 dV = 0 = C Q = ∆E DE=DCT
T M Vm,
V Q = ∆E + m
等压 dP = 0 = C DE=DCT
T P∆V M Vm,
等温 dT = 0 PV = C Q = W 0
γ
PV = C1
γ­1 m
绝热 dQ = 0 V T = C
2 W = ­∆E DE=DCTVm,
γ­1 ­γ M
P T = C3
第四讲本章小结
ÿ
过程功W 热量Q 摩尔热容单双多
m i 3 5
等容 0 CTD CR= R R 3R
M Vm, Vm, 2 2 2
m i+2 5 7
等压 P∆V CTPm, D CRPm, = R R 4R
M 2 2 2
m V m V
RT ln 2 RT ln 2
MVMV
1 1 C ® ¥
等温 m P m P T
= RT ln 1 = RT ln 1
MP2 MP2
m C ® 0
­DCT a
绝热 M V 摩尔热容比
0 5 7 4
P V ­ P V i + 2
1 1 2 2 γ= 3 5 3
γ­1 i
第四讲本章小结
ÿ
W | Q | T
正循环(热机)η= = 1 ­ 放 1­ 2
Q吸 Q吸 T1
循
环卡诺循环
过
程
Q Q T
逆循环(制冷机)ε= 吸= 吸 1
W | Q放| ­Q吸 TT12­
| Q |
e = 放= 1 + ε
W
第四讲本章小结
ÿ
热力学第二定律
两种表述及等价证明
δQ
数学不等式*: ≤ 0
ò T
2 δQ
态函数:熵 SS21­=
ò1(可逆) T
熵增原理: dS ³ 0
熵的统计意义: Sk=Wln
第四讲本章小结
ÿ
问题分析与讨论
1 :一条等温线与一条绝热线是否可有两个交点。
答:不可能。
因为两条曲线构成了闭合曲等温线
线,循环过程只有吸热,且
对外做正功,热机效率为绝热线
100%,违背了热力学第二定
律。
第四讲本章小结
ÿ
2:两个循环过程,
P
过程11—2 等温、2—3 等温线
绝热、3—4 等压、4—1 1
绝热。 2
绝热线
过程21—2 等温、2—
3’等容、3’—4等压、
4—1 绝热。
4 3' 3
o V
试比较哪个过程热机效率高。
第四讲本章小结

解答:
两个过程吸热是一样的, P
1 Q吸等温线
2
但循环面积不同,循环绝热线
过程作功不同,
W
η=
4 3
Q吸 Q放3'
o V
Q = Q ,
1吸 2吸 W1 > W2
\η1 > η2
第四讲本章小结
ÿ
3:质量 m=28g, 温度 t =
27°C, P = 1 atm 的氮 P
气,先使其等压膨胀到原
来体积的 1 倍,再由体积 3
不变的情况下,使压强增 2
大 1倍,最后作等温膨胀 1
使压强降为1atm。 1 4
2
求:
V
①. 1、2、3、4态的 o
状态参量P、V、T。
②.各过程中的内能增量、功、热量。
第四讲本章小结
ÿÿ
解:① M=28g
P
V (l) T (K )
atm P
m
V= RT
11MP
1 1 1 300 3
= 24 . 6 2
T V
T = 1 2
2 V 1
2 1 49 .2 1 1 4
= 600 2
P T
T = 3 2
3 P
3 2 49 .2 2 V
= 1200 o
P 3 V 3
V 4 =
4 1 P 4 1200
= 98 . 4
第四讲本章小结
ÿÿ