大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第9章章 热力学热力学一、一、等体过程等体过程1. 特征特征V = C，dV = 02.过程方程过程方程（查理定律）（查理定律）在等体过程中，理想气体的体积保持不变。在等体过程中，理想气体的体积保持不变。 9.6 热力学第一定律对理想气体热力学第一定律对理想气体在典型准静态过程中的应用在典型准静态过程中的应用1大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第9章章 热力学热力学3. 过程曲线过程曲线平行于平行于p 轴的等体线。轴的等体线。 pVOVp2p14. 功功5. 热量热量dE = dQ 2大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第9章章 热力学热力学6. 内能变化内能变化mol理想气体理想气体（适应于理想气体的一切过程）（适应于理想气体的一切过程）3大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第9章章 热力学热力学2. 过程方程过程方程二、等压过程二、等压过程1. 特征特征在等压过程中在等压过程中, 理想气体的压强保持不变。理想气体的压强保持不变。 p = C， dp = 0 (盖盖-吕萨克定律吕萨克定律)3. 过程曲线过程曲线平行于平行于V 轴的等压线。轴的等压线。 VOppV1V24大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第9章章 热力学热力学4. 功功 (A 等于等压线下的面积等于等压线下的面积 )5. 热量热量mol理想气体理想气体VOppV1V2A 5大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第9章章 热力学热力学6. 内能变化内能变化6大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第9章章 热力学热力学例例1 水蒸气的水蒸气的Cp=3.62J/(molK) 。今将。今将1.50Kg 温温度度100的水蒸气，在标准大气压下缓慢加热，的水蒸气，在标准大气压下缓慢加热，使其温度上升到使其温度上升到400, 试求此过程中水蒸气吸收试求此过程中水蒸气吸收的热量、对外所作的功和内能的改变。水蒸气的的热量、对外所作的功和内能的改变。水蒸气的摩尔质量摩尔质量 M = 1810-3Kg/mol。解解 由于在标准大气压下加热由于在标准大气压下加热, 这是一等压过程。这是一等压过程。把水蒸气看成理想气体，注意到其把水蒸气看成理想气体，注意到其=m/M，上升，上升的温度为的温度为T2-T1=300K, 则过程中吸收的热量为则过程中吸收的热量为7大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第9章章 热力学热力学所作的功为所作的功为8大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第9章章 热力学热力学内能增量为内能增量为9大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第9章章 热力学热力学三、等温过程三、等温过程1. 特征特征 T = C， dT = 0 ( dE = 0 ) 2. 过程方程过程方程（玻意耳定律）（玻意耳定律）pdVV1V2p1p2pVOT 在在 P V 图上图上, 每每一个等温过程对应一条一个等温过程对应一条双曲线双曲线, 称为等温线。称为等温线。3. 过程曲线过程曲线10大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第9章章 热力学热力学4. 内能变化内能变化dE = 0 5. 功功pdVV1V2p1p2pVOT11大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第9章章 热力学热力学由于由于 等温过程中系统吸收的热量全部用来对外等温过程中系统吸收的热量全部用来对外作功。作功。dQ = dA = pdV6. 热量热量12大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第9章章 热力学热力学特征特征 过程方程过程方程 内能增量内能增量 E系统作功系统作功 A吸收热量吸收热量 Q 摩尔热容摩尔热容 C 等体等体 V= 恒量恒量 恒量恒量0等压等压 p= 恒量恒量 恒量恒量 等温等温 T= 恒量恒量 恒量恒量0 或或或或理想气体的等体、等压、等温过程理想气体的等体、等压、等温过程13大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第9章章 热力学热力学例例2 把压强为把压强为1.013105pa, 体积为体积为100cm3的氮的氮气压缩到气压缩到20cm3时，气体内能的增量、吸收的热时，气体内能的增量、吸收的热量和所做的功各是多少？假设经历的是如下两量和所做的功各是多少？假设经历的是如下两个过程：个过程： (1)等温过程；等温过程；(2)先等压压缩，然后先等压压缩，然后再等体升压到同样状态。再等体升压到同样状态。解解 (1) 如图所示如图所示, ac，等温，等温度过程，若把氮气看成理想气度过程，若把氮气看成理想气体，则其内能不变。体，则其内能不变。caVOpb14大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第9章章 热力学热力学 负号表示在等温压缩过程中负号表示在等温压缩过程中, 外界向气体外界向气体做功而气体向外界放出热量。做功而气体向外界放出热量。气体吸收的热量和所作的功为气体吸收的热量和所作的功为15大学物理大学物理 第三次修订本第三次修订本第第9章章 热力学热力学（2）ab c ，先等压压缩，后等体升压，先等压压缩，后等体升压气体吸收的总热量和所作的总功为气体吸收的总热量和所作的总功为bc 等体过程，不做功等体过程，不做功ab 等压过程，做功为等压过程，做功为caVOpb16