第三章热力学基础.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第三章 热力学基础,第,1,节 热力学的基本概念,1,一、系统与环境,热力学通常把研究对象叫做,热力学系统,，简称系统或工质。,系统以外且与系统有相互作用的一切物质统称为环境或外界。,根据系统与外界的关系，可把系统分为：,1,、孤立系统（与外界既无能量交换也无物质交换）,2,、封闭系统（与外界有能量交换，但无物质交换）,3,、开发系统（与外界既有能量交换也有物质交换）,2,二、准静态过程,热力学过程,非准静态过程,准静态过程,一个过程，,如果任意时刻的中间态都无限接近于一个平衡态,，则此过程为,准静态过程,。,显然，这种过程只有在进行得“,无限缓慢,”的条件下才可能实现。,(2),准静态过程,3,准静态过程按特点分类：,等容过程,等压过程,等温过程,绝热过程,4,例,下图活塞与汽缸无摩擦，当气体作准静态压缩,或膨胀时，外界的压强,P,e,必等于此时气体的压强,P,，,无摩擦准静态过程，其特点是没有摩擦力，外,界在准静态过程中对系统的作用力，可以用系统本,身的状态参量来表示。,三、准静态过程的功、热量和内能,P,S,1.,准静态过程中的功,5,为简化问题，只考虑,无摩擦准静态过程的功,。,当活塞移动微小位移,dx,时，外力所作的元功为：,在该过程中系统对外界作功,:,系统体积由,V,1,变为,V,2,，,系统对外界作的总功为：,讨论,系统对外作正功；,系统对外作负功；,系统不作功。,P,S,6,功的图示：,比较,a,b,下的面积可知，功的数值不仅与初态和末态有关，而且还依赖于所经历的中间状态，,功与过程的路径有关,，,即,功是过程量,。,等于,PV,图上过程曲线下的面积。,由积分意义可知，,7,2,.,内能,热力学系统的内能：,所有分子热运动的动能和分子间势能的总和。,热力学系统的内能是温度的单值函数,。,理想气体：,内能的改变只决定于初、末,状态而与所经历的过程无关。,内能是状态量。,8,改变系统内能的两种不同方法：,钻木取火,通过做功的方式将机械能转换为物体的内能。,烤火,通过热量传递提高物体内能。,9,热量是,过程量,是系统与外界能量转换的量度。,在这一点上热量传递和作功是等效的。都是能量传递的形式,都是过程量,而不是状态量。,做功可以改变系统的状态,使系统内能改变,.,摩擦升温（机械功）、电加热（电功）,作功是系统内能与外界其它形式能量转换的量度。,当系统和外界温度不同时，就会发生热量传递，,热量传递可以改变系统的状态,使系统内能改变,.,3,.,热量,10,某一过程，系统从外界吸热,Q,，,对外界做功,A,，系统内能从,E,1,变为,E,2,，,则由能量守恒：,系统从外界吸收的热量，一部分使系统内能增加，另一部分用于对外作功。,热力学第一定律,:,四、热力学第一定律,对无限小过程：,11,热力学第一定律表明,:,一切热力学过程都必须服从能量守恒定律。它适用于包括生命现象在内的一切热力学的体系和过程。,第一类永动机是不可能造成的,。,如果系统对外作功是通过体积的变化来实现的，则,规定,系统内能,增加,E,0,；,系统内能减少，,E,0,;,系统放出热量,Q,0,；,外界对系统作功,A,0,；,系统内能减少，,E,0,;,系统放出热量,Q,0,；外界对系统作功,A,0,；,77,2.,第一定律的,应用,（,1,初态，,2,末态）,78,二、循环过程,(,E,=0,Q,=,A,),79,三、热力学第二定律,1,.,可逆过程和不可逆过程。,2.,热力学第二定律的两种表述。（要记住）,四、卡诺定理,五、熵（态函数）,1.,定义,:,2.,理想气体等值过程的熵变,80,六、熵增加原理：,孤立系统：,对,可逆,过程,系统的,熵,不变,；,对,不可逆,过程，,系统的熵,增加,。,81,