第五章

熱力學基礎一研究對象宏觀物質，主要是氣體，不考慮其微觀結構和微觀狀態。二研究內容從能量的觀點出發，分析在熱力學系統狀態變化中有關熱功轉換的關系和條件，包括熱力學第一定律、循環過程、熱力學第二定律、熵。

作業習題5-4,5-5,5-11,5-14

。7.1熱力學第一定律

7.1.1基本概念一.熱力學系統——研究對象孤立系統、封閉系統、絕熱系統、開放系統二.熱力學過程

v→0，過程中的每一時刻氣體能重新達到新的平衡態

——準靜態過程特點：每一時刻均有確定的狀態參量。三.功、熱量、內能1.功（1）氣體作功的計算A＞0——系統對外作功A＜0——外界對系統作功（2）p—V圖功是過程量2.熱量Q

計算公式：Q=cm(T2-T1)=nCmol(T2-

T1)

n

(讀niu)——摩爾數

Cmol——摩爾熱容量：1mol的氣體溫度改變一度所吸收或放出的熱量。

Cmol與過程有關，

Q也是過程量。3.內能——分子熱運動能量的總和。7.1.2熱力學第一定律1.定律：設系統從Ⅰ態→Ⅱ態，對外作功A，吸熱Q，內能變化ΔU，則有：

Q=ΔU+A

——能量守恒方程2.Q、A

正負的約定

Q＞0→系統吸熱Q

＜0→系統放熱

A＞0→系統作正功A

＜0→外界作正功3.準靜態過程dQ=dU+dA=dU+pdV7.2熱力學第一定律對理想氣體的應用

討論熱力學過程中系統的狀態參量p、V、T

與A、Q、ΔU

的關系。熱力學第一定律：理想氣體狀態方程：理想氣體內能：一.等體過程1.過程方程：2.A、ΔU

、Q的計算∵dV=0∴A=03.摩爾定體熱容CV二.等壓過程1.過程方程：2.A、ΔU、

Q的計算ΔU=nCV(

T2-

T1)Q=A+ΔU=n(R+CV

)(T2-

T1)3.摩爾定壓熱容Cp三.等溫過程O1.過程方程：2.A、ΔU、

Q的計算∵ΔT=0∴ΔU=0Q=A=vRT

ln(V2/V1)等溫過程的摩爾熱容為多少？四.絕熱過程1.A、ΔU

、Q的計算

Q=0Q=A+ΔUA=-ΔU=-vCV(T2-

T1)2.過程方程推導

∵dA=pdV=-dU=-vCVdT∴pdV=-vCVdT(1)

由d(pV)=d(vRT)

得：pdV+Vdp=vRdT(2)

聯立(1)、(2)消去vdT得：

(CV+R)pdV=-CVVdp

即：CppdV+CVVdp=0整理得：(3)3.絕熱方程由(3)式可得：可得：在p—V圖上絕熱線為什么比等溫線要陡一些？過程特征過程方程DU系統作功A吸熱DQ等體dV=00等壓dp=0等溫dT=00絕熱dQ=00例7.6系統由圖中的a態沿abc到達c態，吸收了350J的熱量，同時對外作功126J。(1)沿adc進行，系統做功42J，求吸熱Q。(2)由c態沿ca返回a態,外界對系統做功84J，問系統是吸熱還是放熱？求Q。解：abc過程Uc-Ua=Qabc-Aabc=350-126=224Jadc過程Qadc=(Uc-Ua)+Aadc=224+42=266Jca過程Qca=(Ua-Uc)+Aca=-224-84=-308J例7.80.02kg的氦氣，溫度由17℃升到27℃，若升溫過程中；(1)體積不變；(2)壓強不變；(3)不與外界交換熱量。分別求出氣體內能的改變，吸收的熱量，對外界所作的功