热力学第一定律在几种典型准静态过程中的应用

6-2热力学第一定律在几种典型准静态过程中的应用计算各等值过程的热量、功和内能的理论基础（1）（理想气体的共性）（2）解决过程中能量转换的问题（3）（理想气体的状态函数）

（4）各准静态过程的特性.单位一等体过程定体摩尔热容过程方程常量热力学第一定律特性常量

定体摩尔热容:

理想气体在等体过程中吸收的热量，使温度升高,其定体摩尔热容为1、热容：使物质温度升高1K所需要的热量称为该物质的热容。2、比热容：单位质量的热容称为比热容。热力学第一定律

等体升压

12

等体降压

12单原子分子理想气体双原子分子理想气体多原子分子理想气体12二等压过程定压摩尔热容过程方程常量热一律特性常量功

定压摩尔热容:

理想气体在等压过程中吸收的热量，温度升高，其定压摩尔热容为W可得定压摩尔热容和定体摩尔热容的关系摩尔热容比

12W等压膨胀12W等压压缩

A

A理想气体的定压摩尔热容比定体摩尔热容大一个恒量R等体过程中，气体吸收的热量全部用来增加系统的内能等压过程中，气体吸收的热量，一部分用来增加系统的内能，还有一部分用于气体膨胀时对外界作功气体升高相同的温度，在等压过程吸收的热量要比在等体过程中吸收的热量多。[例1]20g的氦气从初始温度为17ºC分别通过（1）等容过程（2）等压过程，升温至27ºC，求气体内能增量、吸收的热量、气体对外作的功。解：（1）V不变，A=0（2）P不变，三等温过程热力学第一定律恒温热源T12特征

常量过程方程常量12等温膨胀W12W等温压缩

A

A[例2]原在标准状态下的2mol的氢气，经历一过程吸热500J。问：（1）若该过程是等容过程，气体对外做功多少？末态压强P=?（2）若该过程是等温过程，气体对外做功是多少？末态体积V=?（3）若该过程是等压过程，末态温度T=?气体对外做功多少？解：（1）等容过程A=0，（2）等温过程：A=Q=500J（3）等压过程吸收的热量：12四绝热过程与外界无热量交换的过程1.特征绝热的汽缸壁和活塞热一律若已知及12W从可得由热力学第一定律有

2.绝热过程方程的推导分离变量得12绝热

方程常量常量常量12W绝热膨胀12W绝热压缩

A

A3.绝热线和等温线绝热过程曲线的斜率等温过程曲线的斜率

绝热线的斜率大于等温线的斜率.常量常量ABC常量讨论：下面理想气体的各种过程是否可能？（1）内能减少的等容加热过程。（2）吸收热量的等温压缩过程。（3）吸收热量的等压压缩过程。（4）内能增加的绝热压缩过程。（不可能。dV=0,dA=0dQ=dE,加热则dQ>0,dE>0)（不可能.等温过程PV=C,dA<0,dT=0,dE=0,dQ=dA<0,只能放热。）（不可能。dA<0,即dE<0,dQ<0,故只能放热。）（可能。dA<0,绝热过程dQ=0,dE=-dA>0,则系统内能增加。）

例3

设有5mol

的氢气，最初的压强为温度为，求在下列过程中，把氢气压缩为原体积的1/10

需作的功:1）等温过程，2）绝热过程.3）经这两过程后，气体的压强各为多少？解

1）等温过程2）氢气为双原子气体由表查得，有12常量3）对等温过程对绝热过程,有12常量解：（1）

（2）

（3）

五、多方过程实际上，气体所进行的过程，常常既不是等温又不是绝热的，而是介于两者之间，可表示为

PVn

=常量（n为多方指数）凡满足上式的过程称为多方过程。

n=1——等温过程

n=——绝热过程

n=0——等压过程

n=——等容过程一般情况1n，多方过程可近似代表气体内进行的