熱力學第一定律 等值過程 絕熱過程

2022-06-22 19:12:07 字數 2946 閱讀 6091

做工可以改變系統的狀態:摩擦公升溫(機械功),電加熱(電功)

熱量的傳遞可以改變系統的內能:熱量是過程量

\[熱力學過程 = \left\

準靜態過程\\

非靜態過程

弛豫時間\(\tau\): 系統從乙個平衡態變道相鄰平衡態所經過的時間

當\(\delta t_>>\tau\): 過程就可以視為準靜態過程,故無限緩慢只是乙個相對的概念。

非靜態過程: 系統從一平衡態到另一平衡態,過程中所有中間態為非靜態的過程

p-v圖上,乙個點代表乙個平衡態,一條連續的曲線代表乙個準靜態過程

體積功:

當活塞移動微小位移\(dl\)時,系統外界所做的元功為:

\[da = fdl = psdl = pdv

\]\[a=\begin

\int_}^} p \mathrm v

\end

\]\(dv>0,da>0\)系統對外界做正功

\(dv<0,da<0\)系統對外界做負功

\(dv=0,da=0\)系統不做功

-功是系統與外界交換的能量的量度

準靜態過程中的熱量計算

\[c = \frac

\]c(熱容量):系統在某一無限小過程中吸收熱量\(dq\)與溫度變化\(dt\)的比值

單位:\(j\cdot k^\)

熱容量與比熱的關係為:\(c = mc_\)

\(c_m\)(摩爾熱容量):

對於任一過程,系統與外界可能同時有功和熱量的轉換,且系統能量改變僅為內能時,根據能量守恆:

\[\delta e= q + (-a)

\]或$$q = \delta e + a$$

定容摩爾熱容量

\[dq_v=de=}rdt

\]\[c_v=(})_v

\]\[c_=}r

\]理想氣體內能

\[e=}}}t

\]理想氣體的任一\(t_1\rightarrow t_2\)過程

$$de=\nu c_dt$$

\[\delta e=e_2-e_1=}^}}} t}\end}

\]若\(c_\)近似為常數,則有\(\delta e = \nu c_\delta t\)

定壓摩爾熱容量

\[dq_p=de+da_p=c_dt+pdv

\]\[pv=rt微分得pdv=rdt

\]\[dq_p=}r\cdot dt+r\cdot dt

\]$$c_=(\frac)_p$$

\[c_=}r+r

\]\[c_=c_+r

\]$$q_=}}}(t_2-t_1)$$

比熱容比:\(\gamma =\frac}}\)為絕熱係數

理想氣體:\(\gamma =\frac}}=\frac}r+r}}r}=\frac\)

系統變化過程中,系統與外界沒有熱交換

絕熱方程

絕**與等溫線

\(pv=c_1,等溫線\)

\(pv^\gamma=c_2,絕**\)

絕熱過程中功值計算

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