《7-1內(nèi)能 功和熱量 準(zhǔn)靜態(tài)過程》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《7-1內(nèi)能 功和熱量 準(zhǔn)靜態(tài)過程（12頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第七章第七章7-1 7-1 內(nèi)能內(nèi)能 功和熱量功和熱量 準(zhǔn)靜態(tài)過程準(zhǔn)靜態(tài)過程 1.掌握自然界的基本規(guī)律掌握自然界的基本規(guī)律 熱力學(xué)第一定律：熱力學(xué)第一定律：能量守恒能量守恒 熱力學(xué)第二定律：熱力學(xué)第二定律：自然過程的方向自然過程的方向 2.學(xué)習(xí)唯象的研究方法學(xué)習(xí)唯象的研究方法 以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的邏輯推理的研究方法以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的邏輯推理的研究方法 3.熵熵（S）的概念與的概念與“信息技術(shù)信息技術(shù)”密切相關(guān)密切相關(guān) 4.熱能是重要的能源，也是維持生命的主要來源。熱能是重要的能源，也是維持生命的主要來源。學(xué)習(xí)熱力學(xué)的意義學(xué)習(xí)熱力學(xué)的意義2/10/20241http:/ 7-1 內(nèi)能內(nèi)能 功和熱量功和熱量

2、 準(zhǔn)靜態(tài)過程準(zhǔn)靜態(tài)過程真實(shí)氣體的內(nèi)能除了其全體分子的動(dòng)能外還包括分子之間的引力勢(shì)能。實(shí)驗(yàn)證明人，真實(shí)氣體的內(nèi)能，是狀態(tài)參量和 （或 ）的函數(shù)，即 或 。總之，某給定氣體系統(tǒng)的內(nèi)能。只由該系統(tǒng)的狀態(tài)所決定，在熱力學(xué)中內(nèi)能是一個(gè)重要的狀態(tài)量。廣義上的內(nèi)能，是指某物體系統(tǒng)由其內(nèi)部狀態(tài)所決定的能量。某給定理想氣體系統(tǒng)的內(nèi)能，是組成該氣體系統(tǒng)的全部分子的動(dòng)能之和，其值為 ，由狀態(tài)參量決定，內(nèi)能 ，是狀態(tài)參量 的單值函數(shù)。internal energy2/10/20242http:/ 7-1 內(nèi)能內(nèi)能 功和熱量功和熱量 準(zhǔn)靜態(tài)過程準(zhǔn)靜態(tài)過程二二 功功（過程量）（過程量）功是能量傳遞和轉(zhuǎn)換的量度，它引起系統(tǒng)

3、熱運(yùn)動(dòng)功是能量傳遞和轉(zhuǎn)換的量度，它引起系統(tǒng)熱運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)的變化狀態(tài)的變化.準(zhǔn)靜態(tài)過程功的計(jì)算準(zhǔn)靜態(tài)過程功的計(jì)算注意：注意：作功與過程有關(guān)作功與過程有關(guān).宏觀運(yùn)動(dòng)能量宏觀運(yùn)動(dòng)能量熱運(yùn)動(dòng)能量熱運(yùn)動(dòng)能量2/10/20243http:/ 7-1 內(nèi)能內(nèi)能 功和熱量功和熱量 準(zhǔn)靜態(tài)過程準(zhǔn)靜態(tài)過程三三 熱熱 量量（過程量過程量）通過傳熱方式傳遞能量的量度，系統(tǒng)和外界之間通過傳熱方式傳遞能量的量度，系統(tǒng)和外界之間存在溫差而發(fā)生的能量傳遞存在溫差而發(fā)生的能量傳遞.1）過程量：與過程有關(guān)；）過程量：與過程有關(guān)；2）等效性：改變系統(tǒng)熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)作用相同；）等效性：改變系統(tǒng)熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)作用相同；宏觀運(yùn)動(dòng)宏觀運(yùn)動(dòng)分子熱運(yùn)動(dòng)

4、分子熱運(yùn)動(dòng)功功分子熱運(yùn)動(dòng)分子熱運(yùn)動(dòng)分子熱運(yùn)動(dòng)分子熱運(yùn)動(dòng)熱量熱量3）功與熱量的物理本質(zhì)不同）功與熱量的物理本質(zhì)不同.1卡卡=4.18 J ，1 J=0.24 卡卡功與熱量的異同功與熱量的異同2/10/20244http:/ 7-1 內(nèi)能內(nèi)能 功和熱量功和熱量 準(zhǔn)靜態(tài)過程準(zhǔn)靜態(tài)過程熱量是系統(tǒng)與外界僅由于溫度不同而傳遞的能量。外界質(zhì)量 M比熱 c吸收熱量 dQ Q溫度升高 dT T系統(tǒng)吸收的熱量為正若計(jì)算結(jié)果 則表示系統(tǒng)放熱。熱量必須與過程相聯(lián)系，只有發(fā)生過程才有吸收或放出熱量可言。系統(tǒng)從某一狀態(tài)變到另一狀態(tài)，若其過程不同，則吸或放的熱量也會(huì)不同。故 熱量也是過程量heat的過程中所吸收的熱量系統(tǒng)由

5、溫度 T1 變到溫度 T2若改用摩爾熱容即1mol的物質(zhì)溫度升高1K時(shí)所吸收的熱量則2/10/20245http:/ 7-1 內(nèi)能內(nèi)能 功和熱量功和熱量 準(zhǔn)靜態(tài)過程準(zhǔn)靜態(tài)過程內(nèi)能內(nèi)能熱量熱量功功狀態(tài)量過程量過程量是構(gòu)成系統(tǒng)的全部分子的平均能量之和。是系統(tǒng)的宏觀有序機(jī)械運(yùn)動(dòng)與系統(tǒng)內(nèi)大量分子無規(guī)熱運(yùn)動(dòng)的相互轉(zhuǎn)化過程。是外界物質(zhì)分子無規(guī)熱運(yùn)動(dòng)與系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)分子無規(guī)熱運(yùn)動(dòng)的相互轉(zhuǎn)化過程。內(nèi)能內(nèi)能 功功 熱量熱量 的國際標(biāo)準(zhǔn)單位都是 焦耳焦耳 （J J）2/10/20246http:/ 7-1 內(nèi)能內(nèi)能 功和熱量功和熱量 準(zhǔn)靜態(tài)過程準(zhǔn)靜態(tài)過程傳遞能量的兩種方式傳遞能量的兩種方式 做功做功 傳熱傳熱說明：做

6、功與傳熱雖然有等效的一面，但本質(zhì)上有著說明：做功與傳熱雖然有等效的一面，但本質(zhì)上有著區(qū)別。區(qū)別。區(qū)別區(qū)別 做功：做功：通過物體作宏觀位移完成。作用是機(jī)械運(yùn)動(dòng)通過物體作宏觀位移完成。作用是機(jī)械運(yùn)動(dòng)與系統(tǒng)內(nèi)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)之間的轉(zhuǎn)換。從而改變內(nèi)能。與系統(tǒng)內(nèi)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)之間的轉(zhuǎn)換。從而改變內(nèi)能。傳熱：傳熱：通過分子間相互作用完成。作用是外界分子通過分子間相互作用完成。作用是外界分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)與系統(tǒng)內(nèi)分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)之間的轉(zhuǎn)換。無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)與系統(tǒng)內(nèi)分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)之間的轉(zhuǎn)換。從而改變了內(nèi)能。從而改變了內(nèi)能。2/10/20247http:/ 7-1 內(nèi)能內(nèi)能 功和熱量功和熱量 準(zhǔn)靜態(tài)過程準(zhǔn)靜態(tài)過程始平

7、衡態(tài)始平衡態(tài) 一系列非一系列非平衡態(tài)平衡態(tài)末平衡態(tài)末平衡態(tài) 過程進(jìn)行的任一時(shí)刻系統(tǒng)的狀態(tài)并非平衡態(tài)。過程進(jìn)行的任一時(shí)刻系統(tǒng)的狀態(tài)并非平衡態(tài)。熱力學(xué)中，為能利用平衡態(tài)的性質(zhì)，引入熱力學(xué)中，為能利用平衡態(tài)的性質(zhì)，引入 四四 準(zhǔn)靜態(tài)過程準(zhǔn)靜態(tài)過程（quasi-static process）熱力學(xué)熱力學(xué)系統(tǒng)從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài)系統(tǒng)從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài) ,稱為稱為熱力學(xué)過程熱力學(xué)過程（簡稱（簡稱“過程過程”）。）。準(zhǔn)靜態(tài)過程準(zhǔn)靜態(tài)過程的概念。的概念。2/10/20248http:/ 7-1 內(nèi)能內(nèi)能 功和熱量功和熱量 準(zhǔn)靜態(tài)過程準(zhǔn)靜態(tài)過程準(zhǔn)靜態(tài)過程：準(zhǔn)靜態(tài)過程：系統(tǒng)的每一狀態(tài)都系統(tǒng)的每一狀態(tài)

8、都無限接近于無限接近于平衡態(tài)平衡態(tài)的過程。的過程。態(tài)組成的過程。態(tài)組成的過程。即即準(zhǔn)靜態(tài)過程是由一系列準(zhǔn)靜態(tài)過程是由一系列平衡平衡快快非平衡態(tài)非平衡態(tài)緩慢緩慢接近平衡態(tài)接近平衡態(tài) 準(zhǔn)靜態(tài)過程準(zhǔn)靜態(tài)過程是一個(gè)是一個(gè)理想化理想化的過程，是實(shí)際的過程，是實(shí)際過程的近似。過程的近似。非準(zhǔn)靜態(tài)過程非準(zhǔn)靜態(tài)過程準(zhǔn)靜態(tài)過程準(zhǔn)靜態(tài)過程2/10/20249http:/ 7-1 內(nèi)能內(nèi)能 功和熱量功和熱量 準(zhǔn)靜態(tài)過程準(zhǔn)靜態(tài)過程統(tǒng)一于統(tǒng)一于“無限緩慢無限緩慢”矛盾矛盾平衡即不變平衡即不變過程即變化過程即變化 只有過程進(jìn)行得無限緩慢，每個(gè)中間態(tài)才可只有過程進(jìn)行得無限緩慢，每個(gè)中間態(tài)才可看作是平衡態(tài)?？醋魇瞧胶鈶B(tài)。如何

9、判斷如何判斷“無限緩慢無限緩慢”？引入引入弛豫時(shí)間弛豫時(shí)間（relaxation time）：平衡破壞平衡破壞 恢復(fù)平衡恢復(fù)平衡 t過程過程 ：過程就可視為過程就可視為準(zhǔn)靜態(tài)過程準(zhǔn)靜態(tài)過程所以無限緩慢只是個(gè)所以無限緩慢只是個(gè)相對(duì)相對(duì)的概念。的概念。2/10/202410http:/ 7-1 內(nèi)能內(nèi)能 功和熱量功和熱量 準(zhǔn)靜態(tài)過程準(zhǔn)靜態(tài)過程氣體壓強(qiáng)的氣體壓強(qiáng)的弛豫時(shí)間：弛豫時(shí)間：氣缸線度：氣缸線度：L 10-1 m分子平均速率：分子平均速率：10-3 s 容器的線度容器的線度分子熱運(yùn)動(dòng)平均速率分子熱運(yùn)動(dòng)平均速率 102 m/s 內(nèi)燃機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)燃機(jī)活塞運(yùn)動(dòng)周期 t 10-2 s p（10-3s）所以所以汽缸的壓縮過程汽缸的壓縮過程可認(rèn)為是準(zhǔn)靜態(tài)過程?？烧J(rèn)為是準(zhǔn)靜態(tài)過程。例如分析例如分析內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)的氣體經(jīng)歷的過程：氣缸內(nèi)的氣體經(jīng)歷的過程：2/10/202411http:/ 7-1 內(nèi)能內(nèi)能 功和熱量功和熱量 準(zhǔn)靜態(tài)過程準(zhǔn)靜態(tài)過程(p2,V2)(p1,V1)(p,V)過程曲線過程曲線準(zhǔn)靜態(tài)過程可以用準(zhǔn)靜態(tài)過程可以用過程曲線過程曲線來表示：來表示：VO p改變系統(tǒng)狀態(tài)的方法：改變系統(tǒng)狀態(tài)的方法：1.作功作功 2.傳熱傳熱一個(gè)點(diǎn)代表一個(gè)平衡態(tài)一個(gè)點(diǎn)代表一個(gè)平衡態(tài)2/10/202412http:/