本章從能量的角度出發，在宏觀上研究熱力學系統在狀態變化過程終有關熱功轉換關系。主要內容：1）內能功和熱量；2）熱力學第一定律及其對理想氣體的應用；3）循環過程；4）熱力學第二定律。

一

掌握內能、功和熱量等概念.理解準靜態過程.

二

掌握熱力學第一定律，能分析、計算理想氣體在等體、等壓、等溫和絕熱過程中的功、熱量和內能的改變量.

三

理解循環的意義和循環過程中的能量轉換關系，會計算卡諾循環和其他簡單循環的效率.

四

了解可逆過程和不可逆過程，了解熱力學第二定律和熵增加原理.教學要求：熱力學系統和過程1、孤立系統---與外界無功無熱也無質量交換的系統；一）熱力學系統（簡稱系統）---熱力學所研究的對象（應包含大量分子）分類：2、封閉系統---與外界不交換質量但可交換能量的系統；3、開放系統---既可與外界交換能量又可與外界交換質量的系統；二）熱力學過程---熱力學系統從一個狀態到另一個狀態的過渡方式1、按與外界的關系A、自發過程--無外界幫助可以進行的過程高溫低溫B、非自發過程---有外界幫助才能進行的過程高溫低溫p－V圖上，一點代表一個平衡態，一條連續曲線代表一個準靜態過程。這條曲線的方程稱為過程方程，準靜態過程是一種理想的極限。POV（P1、V1、T1）（P2、V2、T2）平衡狀態和準靜態過程2、按過程中所經歷的中間狀態狀態分：A、非靜態過程--系統所經歷的狀態是非平衡態的過程。B、準靜態過程---從初態---中間態---終態都是準平衡態的過程PVVP3、按過程的特點分：A、等容過程B、等壓過程C、等溫過程D、絕熱過程E、一般過程---不同于以上過程的過程F、循環過程---初態等到于終態的過程。一、內能2）實際氣體內能：所有分子熱運動的動能和分子間勢能的總和。內能是狀態參量T、V的單值函數。1）內能：系統處于一定狀態時系統內所有分子能量的總和3）理想氣體內能內能是狀態量,是狀態參量T的單值函數。4）系統內能改變的兩種方式作功是系統熱能與外界其它形式能量轉換的量度。將物體宏觀運動的能量轉化成為分子熱運動的能量。10、做功可以改變系統的狀態摩擦升溫（機械功）、電加熱（電功）

功是過程量20、熱量傳遞可以改變系統的內能

熱量是過程量熱量是系統與外界熱能轉換的量度。傳遞熱量通過微觀分子的相互作用完成的。使系統的狀態改變，傳熱和作功是等效的。內能是狀態量。Q實驗一實驗二作功增加物體內能傳遞熱量也可增加物體內能AAA當活塞移動微小位移dl時，系統對外界所作的元功為：系統體積由V1變為V2，系統對外界作總功為：二、氣體系統準靜態過程中的功1、體積功（膨脹壓縮功）系統對外作正功；系統對外作負功；系統不作功。2、體積功的圖示

比較a,b過程可知，功的數值不僅與初態和末態有關，而且還依賴于所經歷的中間狀態，功與過程的路徑有關。——功是過程量由積分意義可知，功的大小等于p—V

圖上過程曲線p(V)下的面積。三、熱量1、定義：由于T的存在，使系統與外界以非功的形式傳遞能量2、規定：系統吸熱Q>0；微過程dQ>0

系統放熱Q<0；微過程dQ<03、Q是過程量對絕熱過程，Q＝0，對其他過程，Q各不相同

某一過程，系統從外界吸熱Q，對外界做功A，系統內能從初始態E1變為

E2，則由能量守恒：四、熱力學第一定律Q>0，系統吸收熱量；Q<0,系統放出熱量；A>0,系統對外作功；A<0,外界對系統作功；E>0,系統內能增加，E<0,系統內能減少。規定意義：系統從外界吸收的能量，一部分用于增加系統的內能，一部分用于對外作功熱力學第一定律的普遍形式

對于準靜態過程，如果系統對外作功是通過體積的變化來實現的，則熱力學第一定律另一表述：制造第一類永動機(能對外不斷自動作功而不需要消耗任何燃料、也不需要提供其他能量的機器)是不可能的。2、實質：熱運動范圍的能量守恒與轉化定律結論：第一類永動機造不成3、熱量Q的計算VPT2T1先強調兩點：理想氣體的內能變化只與系統始末溫度有關，而與過程無關。理想氣體內能是溫度的單值函數研究理想氣體熱功轉換的主要依據是：或：理想氣體狀態方程熱力學第一定律理想氣體的共性一.等體過程V=恒量，dV=0，dA=pdV=0，T2T1pV0ab

等體過程中，外界傳給氣體的熱量全部用來增加氣體的內能，系統對外不作功。熱力學第一定律特點：參量關系：

等體升壓

12

等體降壓

12結論等體升壓：吸熱、升溫、內能增加；等體降壓：放熱、降溫、內能減少。二、等壓過程p=恒量，dp＝012p21OVVV

等壓過程中系統吸收的熱量一部分用來增加系統的內能，一部分用來對外做功。參量關系：12A等壓膨脹12A等壓壓縮

AA結論等壓膨脹：吸熱、升溫、內能增加等壓壓縮：放熱、降溫、內能減少三.等溫過程T=恒量，dT=0，dE=0pVp1p2III..OV2V1

等溫過程中系統吸收的熱量全部轉化為對外做功，系統