高二物理竞赛第六章 热力学基础课件

一、理解热力学第零定律，掌握热力学第一定律，掌握在典型过程中功、热量、内能改变量的计算方法。二、掌握简单循环过程的热机效率或制冷系数的计算方法。教学基本要求三、了解可逆过程和不可逆过程，了解卡诺定理。四、理解热力学第二定律及其统计意义。理解熵增加原理和熵的玻耳兹曼表达式。第六章热力学基础

一、热力学第零定律

如果物体A和处于确定状态的物体B热接触而处于热平衡，另有物体C和此物体B也热接触而处于热平衡，那么，物体A和物体C热接触就必定也处于热平衡。这个结论称为热力学第零定律。§6-1热力学第零定律和第一定律ABC二、热力学过程热力学系统从一个平衡态过渡到另一个平衡态所经过的变化历程就称为热力学过程。准静态过程：在过程中每一时刻，系统都处于平衡态，这是一种理想过程。例：系统(初始温度T1)从外界吸热从T1到

T2

是准静态过程因为状态图中任何一点都代表系统的一个平衡态,故准静态过程可以用系统的状态图，如p-V图(或p-T图,V-T图)中一条曲线表示,反之亦如此。系统T1T1+TT1+2TT1+3TT2准静态过程(状态1到状态2)气体对外界作功为1.气体体积变化所作的功气体对外界作元功为：以气体膨胀过程为例。三、功热量内能Vp12系统对外作负功；系统对外作正功；系统不作功。由积分意义可知，功的大小等于p-V

图上过程曲线p(V)下的面积。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。Vp122.气体的内能实际气体内能：理想气体内能：内能是状态量,是状态参量T的单值函数。内能是状态参量T、V的单值函数。所有分子热运动的动能和分子间势能的总和。系统内能改变的两种方式：作功是系统热能与外界其他形式能量转换的量度。a.作功可以改变系统的状态；b.热量传递可以改变系统的内能；热量是系统与外界热能转换的量度。使系统的状态改变，传热和作功是等效的。摩擦升温(机械功)、电加热(电功)；功是过程量。热量是过程量。上式就是热力学第一定律，是包含热量在内的能量守恒定律。四、热力学第一定律外界对系统传递的热量，一部分使系统内能增加，另外一部分用于系统对外作功。热力学第一定律：系统从外界吸热；系统向外界放热；系统对外界作功；外界对系统作功；系统内能增加；系统内能减少。对无限小过程对于准静态过程，如果系统对外作功是通过体积的变化来实现的，则热力学第一定律另一表述：制造第一类永动机(能对外不断自动作功而不需要消耗任何燃料、工作物质的内能最终也不改变的机器)是不可能的。热力学第一定律：说明:1.热力学第一定律是能量转换与守恒定律在热力学过程中的具体形式；2.热力学第一定律的另一种表述形式是第一类永动机是不可能实现的。3.热力学第一定律适用于任何系统任何过程。V(L)P(105Pa)a1.020b5.060例题：一定量的气体由a态经过曲线变化到b态，气体吸热8.5×104J，对外作功1.5×104J。若气体由直线返回a态，气体吸热多少？解：始末状态相同，相同

变化过程不同，Q、A不同。ab：Q=8.5×104JA=1.5×104J(△E)ab=QA=7.0×104J