理想气体的绝热过程.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,*,8-3,理想气体的绝热过程,一、理想气体的绝热过程,P,V,1,V,2,P,V,绝热过程,:,气体在状态变化过程中系统和外界没有热量的交换。,绝热过程的热力学第一定律,:,绝热过程的功：,绝热过程内能增量：,绝热方程：,绝热方程的推导：,由理想气体的状态方程：,两边微分：,两边积分：,消去,P,：,消去,V,：,等 容,等 压,等 温,绝 热,=0,PV,图,Q,（,方程）,能量转换,(Q),dV,=0,dA,=0,dT,=0,dE,=0,dP,=0,dQ,=0,升温,升温,降温,等温,Q=,E,=,C,V,（T,2,-T,1,）,Q,=,RT,lnv,2,/v,1,Q,=,C,V,（T,2,-T,1,）,+,R,（T,2,-T,1,),PV,=C,全部用来,改变内能,全部用来,作功,部分转为内能,部分用来作功,内能与作功互换,绝热线和等温线,P,V,A,绝热,等温,绝热方程：,化简：,等温方程：,结论：,绝热线在,A,点的斜率大于等温线在,A,点的斜率,。,P,V,A,绝热,等温,dV,膨胀同样的,dV,:,1,。,降压,(,dP),Q,(,dP),T,2.,做功,A,Q,A,T,3.,.,绝热膨胀降温,由于等温膨胀时吸热，造成降压较少，做功较多，而绝热膨胀则不吸热,绝热,例题、,有,8103,kg,氧气，体积为,0.4110,-3,m,3,，,温度为,27,。如氧气作绝热膨胀，膨胀后的体积为,4.110,-3,m,3,，,问气体作多少功？如作等温膨胀，膨胀后的体积也为,4.110,-3,m,3,，,问气体作多少功？,解：,绝热方程：,T,Q,0.41 4.1,8-4,循环过程和卡诺循环,一、循环过程,循环过程：,系统经历一系列的变化过程又回到初始状态的过程。,循环特征：,经历一个循环过程后，内能不变。,E=0,P,V,B,A,b,a,P,B,V,B,P,A,V,A,AaB,为膨胀过程：,W,a,BbA,为压缩过程：-,W,b,净功：,结论：,在任何一个循环过程中，系统所作的净功在数值上等于,P-V,图上循环曲线所包围的面积。,循环过程的分类：,正循环：,在,P-V,图上循环过程按顺时针进行,逆循环：,在,P-V,图上循环过程按逆时针进行,热机：,工作物质作正循环的机器,致冷机：,工作物质作逆循环的机器,设：系统吸热,Q,1,，,系统放热,Q,2,。,循环过程的热力学第一定律：,热机效率：,在一次循环过程中，工作物质对外作的净功与它从高温热源吸收的热量之比。,致冷过程：,外界作功,W,，,系统吸热,Q,2,，,放热,Q,1,。,致冷系数：,例题、,3.2,10,-2,kg,氧气作,ABCD,循环过程。,AB,和,C D,都为等温过程，设,T,1,=300K,，,T2,=200K,，,V,2,=2V,1,。,求循环效率。,D,A,B,C,T,1,=300K,T,2,=200K,V,2,V,1,V,P,解：,吸热,放热,吸热,放热,二、卡诺循环,1824,年，法国青年科学家卡诺（,N.L.S.Carnot,1796 1832,）,发表了他关于热机效率的两个理论。卡诺的热机原理具有普遍的理论和实践意义，在理论上，它把热力学的发展引向了正确的方向，很快导致了热力学温标和热力学第二定律的建立；在实践上，它为改进热机指明了方向，找到了提高热机效率的根本途径。,理想气体准静态,卡诺循环,由两个,等温,过程和两个,绝热,过程组成。,V,3,V,1,V,P,D,A,BC,V,2,V,4,T,1,T,2,AB,过程：,CD,过程：,BC,和,DA,过程：,Q,1,Q,2,V,3,V,1,V,P,D,A,B,C,V,2,V,4,T,1,T,2,卡诺循环效率：,结论：,卡诺循环的效率仅仅由两热源的温度决定。,卡诺致冷机：,卡诺致冷系数：,例题、,一定量理想气体经历了某一循环过程，其中,AB,和,CD,是等压过程，,BC,和,DA,是绝热过程。已知,B,点和,C,点的状态温度分别为,T,B,和,T,C,，,求此循环效率。,解：,C,D,A,B,P,V,Q,1,Q,2,C,D,A,B,P,V,绝热：,等,压：,整理：,代入：,消,去,V,得：,例题、,计算奥托机的循环效率。,c,d,e,b,为等容过程；,bc,，,de,为,绝热过程。,V,o,V,P,V,a,c,d,e,b,解：,吸热,放热,Q,1,Q,2,V,o,V,P,V,a,c,d,e,b,E,T W Q,Q,T,Q,0,0,0,0,=0,0,0,0,0,E=,E,Q,=,面积,=W,Q,W,E,