等溫過(guò)程和絕熱過(guò)程.ppt

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理想氣體的等溫過(guò)程和絕熱過(guò)程,1.過(guò)程特點(diǎn),系統(tǒng)的溫度不變,2.過(guò)程方程,3.過(guò)程曲線,,,,,,,,,4.內(nèi)能增量,5.功,由理想氣體狀態(tài)方程,等溫過(guò)程的功,（1）,,,6.熱量,由過(guò)程方程,則等溫過(guò)程的功,CT是否有意義呢？對(duì)于等溫過(guò)程溫度不變，系統(tǒng)要升高1K需吸收無(wú)限多的熱量，則等溫摩爾熱容CT趨于無(wú)限大，這是沒(méi)有意義的。,（2）,,,7.熱力學(xué)第一定律應(yīng)用,因此無(wú)法使用,計(jì)算等溫過(guò)程的熱量。,等溫過(guò)程,則,意義：等溫過(guò)程中系統(tǒng)吸收的熱量全部用來(lái)對(duì)外作功。,,,,1.過(guò)程特點(diǎn),系統(tǒng)與外界絕熱，無(wú)熱量交換。,絕熱材料,,,系統(tǒng)內(nèi)能的減少全部用來(lái)對(duì)外作功。,絕熱過(guò)程的（摩爾）熱容為0。,,,2.內(nèi)能增量,3.熱力學(xué)第一定律應(yīng)用,絕熱過(guò)程中系統(tǒng)對(duì)外所作的功全部靠降低系統(tǒng)的內(nèi)能來(lái)實(shí)現(xiàn)。,,,4.功,（1）,,,由摩爾熱容比,例如壓縮空氣從噴嘴中急速噴出，氣體絕熱膨脹，溫度下降，甚至液化。,再如氣缸活塞急速壓縮，溫度升高，使易燃物燃燒。,單原子分子氣體,,,雙原子剛性分子氣體,多原子剛性分子氣體,當(dāng)打開(kāi)一瓶裝有香檳、蘇打水飲料或者任何其它碳酸飲料瓶時(shí)，在開(kāi)瓶瞬間，為什么瓶口的周圍會(huì)形成一團(tuán)白霧，或者看見(jiàn)瓶口突然冒出白煙？,香檳在開(kāi)啟的瞬間，內(nèi)部有二氧化碳和水蒸氣的壓強(qiáng)大于大氣壓，氣體迅速膨脹到大氣中，在此過(guò)程中氣體來(lái)不及從外界吸收熱量，可近似為絕熱過(guò)程。氣體膨脹后體積增大，對(duì)外界大氣做正功，內(nèi)能的減小，使氣體溫度降低，從而造成氣體中水蒸氣凝結(jié)成小水滴，從而形成霧。,,,,,5.絕熱過(guò)程方程,6.過(guò)程曲線,將絕熱線與等溫線比較。,,,,,,,,①.等溫線斜率,②.絕熱線斜率,全微分,斜率,,,全微分,絕熱線斜率,與等溫線斜率比較,絕熱線斜率是等溫線斜率的?倍。絕熱線要比等溫線陡。,,,意義：對(duì)于相同體積變化，等溫膨脹過(guò)程中系統(tǒng)的壓強(qiáng)P的下降完全由系統(tǒng)密度的減小引起；對(duì)于絕熱膨脹過(guò)程，系統(tǒng)壓強(qiáng)的下降由密度的減小和溫度的降低共同產(chǎn)生。因此絕熱過(guò)程中壓強(qiáng)的變化快于等溫過(guò)程。,,,例1.一定量的理想氣體從體積V1膨脹到體積V2分別經(jīng)歷的過(guò)程是：AB等壓過(guò)程；AC等溫過(guò)程；AD絕熱過(guò)程,其中吸熱最多的過(guò)程。,[A],（A）是AB；（B）是AC;（C）是AD；（D）既是AB也是AC,兩過(guò)程吸熱一樣多。,,,例2.一定量的理想氣體，經(jīng)歷某過(guò)程后，它的溫度升高了．則根據(jù)熱力學(xué)定律可以斷定：（1）該理想氣體系統(tǒng)在此過(guò)程中吸了熱．（2）在此過(guò)程中外界對(duì)該理想氣體系統(tǒng)作了正功．（3）該理想氣體系統(tǒng)的內(nèi)能增加了．（4）在此過(guò)程中理想氣體系統(tǒng)既從外界吸了熱，又對(duì)外作了正功．以上正確的斷言是：,[C],(A)(1)、(3).(B)(2)、(3).(C)(3).(D)(3)、(4).(E)(4).,,,1.等容降壓過(guò)程；,2.等壓壓縮過(guò)程；,3.絕熱膨脹過(guò)程；,4.未知過(guò)程與等溫線有兩個(gè)交點(diǎn)。,解答：,1.等容降壓過(guò)程,曲線下面積為0,由,,,,,,例3：討論下列幾個(gè)過(guò)程中溫度的變化、內(nèi)能增量、功、熱量的正負(fù)。,,,,由熱力學(xué)第一定律,2.等壓壓縮過(guò)程,體積收縮，曲線下面積為負(fù)值。,由,放熱過(guò)程,,,,,,,由熱力學(xué)第一定律,放熱,3.絕熱膨脹過(guò)程,由熱力學(xué)第一定律,,,,,,,,,4.未知過(guò)程與等溫線有兩個(gè)交點(diǎn),,,,,,,,由于1、2點(diǎn)在等溫線上，,由熱力學(xué)第一定律,放熱,,,例4.溫度為25?C、壓強(qiáng)為1atm的1mol剛性雙原子分子理想氣體，經(jīng)等溫過(guò)程體積膨脹至原來(lái)的3倍．(1)計(jì)算這個(gè)過(guò)程中氣體對(duì)外的功.(2)假設(shè)氣體經(jīng)絕熱過(guò)程體積膨脹至原來(lái)的3倍,那么氣體對(duì)外做的功又是多少?摩爾氣體常數(shù),,,解：（1）等溫過(guò)程氣體對(duì)外作功為,（2）絕熱過(guò)程氣體對(duì)外作功,,,例5.0.02kg的氦氣（視為理想氣體）,溫度由17C升為27C,若在升溫過(guò)程中,（1）體積保持不變；（2）壓強(qiáng)保持不變；（3）不與外界交換熱量。試分別求出氣體內(nèi)能的改變、吸收的熱量、外界對(duì)氣體作的功。,,,,,例6.一定質(zhì)量的理想氣體,由狀態(tài)a經(jīng)b到達(dá)c,（如圖,abc為一直線）求此過(guò)程中。（1）氣體對(duì)外做的功；（2）氣體內(nèi)能的增加；（3）氣體吸收的熱量；(1atm=1.013105Pa).,,,,,,,,,,,,,,,,,,作業(yè)《大學(xué)物理習(xí)題精選》P.36,1.選擇題:1—10；2.填空題:1—7；3.計(jì)算題:1、3、4。,