新课标人教版3-3选修三103热力学第一定律3内容摘要:
常量 理想气体的内能 等 等 V过程系统吸收的热量为 其中 称为 定体摩尔热容 本式也是计算 的普遍式 等体升压过程所吸收的热量 全部用于增加系统的内能 等压过程 理想气体的物态方程 系统保持压强 不变 过程方程 常量 理想气体的内能 故 等压膨胀过程所吸收的热量 一部分用于增加系统的内能 一部分用于对外界做功 常写成 其中 称为定压摩尔热容 定体 摩尔热容 定压 摩尔热容 ( 1mol气体在 等体 过程中温度升高 1K所吸收的热量 ) ( 1mol气体在 等压 过程中温度升高 1K所吸收的热量) 理想气体常用式 理想气体常用式 热力学中还常用到 比热容比 的概念: 定压 摩尔热容 比热容比 定体 摩尔热容 理想气体常用式 ( 定压、定体两种比热之比 或定压、定体两种摩尔 热容之比 ) 等体等压例题 全过程系统吸收量热、对外作功及内能变化 10 (J) 10 (J ) 10 (J) 放热 内能减少 等体 (K) 等压 210 (K) 10 (J) 外界对系统作功 等温过程 理想气体的内能 等温过程气体吸收的热量全部转化为对外作功。 理想气体的物态方程 系统保持温度 不变 常量 过程方程 绝热过程 系统不与外界交换热量 理想气体的内能 理想气体的物态方程 在绝热过程中 全靠消耗系统自身的内能对外作功 1mol 理想气体绝热功的大小为 值也可由气体的 值及初末态的 值求得 理想气体的物态方程 绝热过程方程 对于绝热过程 无一恒定 过程曲线形态 理想气体准静态绝热过程 及 两边积分得 即 常量 则 常量 由物态方程 消去 得常用的 绝热过程方程 常量 其它形式 常量 常量 绝热线 绝热线的斜率 绝热过程方程 常量 其中 绝热线 等温线 绝热线较陡 Q T 等温过程方程 等温线的斜率 常量 Q T 对同一 除 共同因素外,还因消耗内能, , 绝热线较陡的物理解释: 等温膨胀 绝热膨胀 不变,导致。新课标人教版3-3选修三103热力学第一定律3
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种不同的气体扩散可以自发地进入对方 ,最后成为一种均匀的混合气体 思考 :如图所示 ,容器 A中装有气体 ,容器 B是真空 ,打开阀门K,容器 A中的气体会自发地向 B中膨胀 ,最后两个容器都充满气体 .会 不会 气体 自发地 从容器 B流向容器 A,最后使容器B恢复成真空呢 ? 大量自然现象说明 :有些物理过程具有方向性 . (三 )热力学第二定律 • 1.热力学第二定律常见的两种表述: •
效率比较高,也只能达到 60%,即使是理想热机,没有摩擦,也没有漏气等能量损失,它也不可能把吸收的热量百分之百的转化成机械能,总要有一部分散发到冷凝器中。 热转换为功的过程也是不可逆的,具有方向性。 机械能和内能的转化过程具有方向性 机械能可以全部转化成内能,但内能却不能全部转化成机械能,同时不引起其他变化。 不可能从单一热源吸收热量,使之完全变成功 ,而不产生其他影响。
热量 Q2,所以有: Q1W •因此,热机的效率不可能达到 100%,汽车上的汽油机械效率只有 20%~ 30%,蒸汽轮机的效率比较高,也只能达到 60%,即使是理想热机,没有摩擦,也没有漏气等能量损失,它也不可能把吸收的热量百分之百的转化成机械能,总要有一部分散发到冷凝器中。 热转换为功的过程也是不可逆的,具有方向性。 机械能和内能的转化过程具有方向性 机械能可以全部转化成内能
一定律 各量的正负号含义 应用 能量守恒定律 用动机不可能制成 总结 一、热力学第一定律 ,它既没有吸收热量也没有放出热量,那么: ①如果外界做的功为W,则它的内能如何变化。 变化了多少。 ②如果物体对外界做的功为W,则它的内能如何变化。 变化了多少。 ,如果外界既没有对物体做功,物体也没有对外界做功,那么: ①如果物体吸收热量Q,它的内能如何变化。 变化了多少。 ②如果放出热量Q
其他形式的能发生转化 热传递 是不同物体或同一物体不同部分内能的转移 做功和热传递在改变物体的内能上是等效的. 但是它们还是有 重要区别 的 △ U= Q { △ U= W 不同能量形式的转化 同种能量形式的转移 例 1 、如果铁丝的温度升高了,则( ) 解析: 做功和热传递对改变物体的内能是等效的, 温度升高可能是做功,也可能是热传递。 故 C正确。 答案: C 例 2 下列关于热量的说法
. 外界对物体做多少功 ,物体的内能就增加多少;物体对外界做多少功 ,物体的内能就减少多少 . 热传递使物体的内能发生改变的时候 , 内能的改变用热量来量度的 . 物体吸收多少热量 ,物体的内能就增加多少;物体放出多少热量 ,物体的内能就减少多少 . 2.做功和热传递在改变物体的内能上是等效的 . 3. 做功和热传递在本质上是不同的: 做功使物体的内能改变 , 是其他形式的能量和内能之间的转化