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热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 1 1 .准 静 态 过 程 （ 理 想 化 的 过 程 ）-热 力 学 过 程 从 一 个 平 衡 态 到 另 一 平 衡 态 所 经 过 的 每 一 中 间 状 态 均可 近 似 当 作 平 衡 态 的 过 程 -准 静 态 过 程 平 衡 过 程 .气 体活 塞砂 子 ),( 111 TVp ),( 222 TVp1V 2V1p2p p Vo 1 2 热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 2 二 功 （ 过 程 量 ） 1 功 是 能 量 传 递 和 转 换 的 量 度 ， 它 引起 系 统 热 运 动 状 态 的 变 化 .宏 观 运 动 能 量 热 运 动 能 量 热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 3 2 准 静 态 过 程 功 的 计 算 lpSlFW ddd VpW dd 21 dVV VpW注 意 ： 作 功 与 过 程 有 关 . 热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 41T2T21 TT 三 热 量 （ 过 程 量 ） 通 过 传 热 方 式 传 递 能 量 的 量 度 ， 系 统和 外 界 之 间 存 在 温 差 而 发 生 的 能 量 传 递 .Q 热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 5 （ 1） 都 是 过 程 量 ： 与 过 程 有 关 ；（ 2） 等 效 性 ： 改 变 系 统 热 运 动 状 态 作 用 相 同 ； 宏 观 运 动 分 子 热 运 动功 分 子 热 运 动分 子 热 运 动 热 量（ 3） 功 与 热 量 的 物 理 本 质 不 同 .1 cal = 4.18 J ， 1 J = 0.24 cal功 与 热 量 的 异 同 热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 6 单 位 11 KmolJ 摩 尔 热 容 : 理 想 气 体 吸 收 热量 ， 使 温 度 升 高 , 其 摩 尔 热 容 为 :mol1Qd TdTQvvCC dd1 m 21 dd mTT mdTvCQ TvCQ或 热 量 的 计 算 -热 容 和 摩 尔 热 容TQC dd热 容 热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 7 实 验 证 明 系 统 从 状 态 A 变 化 到 状 态 B，可 以 采 用 做 功 和 传 热 的 方 法 ， 不 管 经 过什 么 过 程 ， 只 要 始 末 状 态 确 定 ， 做 功 和传 热 之 和 保 持 不 变 . 四 内 能 （ 状 态 量 ） 热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 8 系 统 内 能 的 增 量 只 与 系 统 的 初 态 和 末态 有 关 ， 与 系 统 所 经 历 的 过 程 无 关 . 021 ABAECE AB 2A B1* *p Vo 2A B1* *p Vo )(TEE 理 想 气 体 内 能 : 表 征 系 统 状 态 的 单 值 函数 ， 理 想 气 体 的 内 能 仅 是 温 度 的 函 数 . 热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 9 五 热 力 学 第 一 定 律 WUUQ 12 系 统 从 外 界 吸 收 的 热量 ， 一 部 分 使 系 统 的 内 能增 加 ， 另 一 部 分 使 系 统 对外 界 做 功 . 1 2* *p Vo 1V 2VWUWUUQ 12 热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 10 WEWEEQ 12+ EU 或系 统 吸 热系 统 放 热 内 能 增 加内 能 减 少 系 统 对 外 界 做 功外 界 对 系 统 做 功第 一 定 律 的 符 号 规 定Q WWUWUUQ 12 21 dVV VpUQ准 静 态 过 程 VpUWQ ddddUd 微 变 过 程 热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 11（ 1） 能 量 转 换 和 守 恒 定 律 . 第 一 类 永 动 机是 不 可 能 制 成 的 .（ 2） 实 验 经 验 总 结 ， 自 然 界 的 普 遍 规 律 . 物 理 意 义 热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 12 计 算 各 等 值 过 程 的 热 量 、 功 和 内 能 的理 论 基 础 . RTpV （ 1） （ 理 想 气 体 的 共 性 ） 21 dVV VpEQ VpEQ ddd （ 2） 解 决 过 程 中 能量 转 换 的 问 题)(TEE （ 3） （ 理 想 气 体 的 状 态 函 数 ） （ 4） 各 等 值 过 程 的 特 性 . 热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 13 5.1 等 体 过 程 摩 尔 定 体 热 容0d0d WV由 热 力 学 第 一 定 律EQV dd 特 性 常 量V ),( 11 TVp ),( 22 TVp2p1p Vp Vo过 程 方 程 常 量1PT 热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 14单 位 11 KmolJ 摩 尔 定 体 热 容 : 理 想 气 体 在 等 体过 程 中 吸 收 热 量 ， 使 温 度 升 高 , 其摩 尔 定 体 热 容 为 : mol1VQd TdTQC VV ddm, TCQ VV dd m, 热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 15 TCEQ VV ddd m, 1212m, )( EETTCQ VV 由 热 力 学 第 一 定 律TQC VV ddm, 理 想 气 体mol 热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 161E 2EVQ 1EVQ 2E),( 11 TVp ),( 22 TVp2p1p Vp Vo 等体升压 12 ),( 11 TVp ),( 22 TVp2p1p Vp Vo 等体降压 12 热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 172V),( 11 TVp ),( 22 TVpp 1Vp Vo 1 2 5.2 等 压 过 程 摩 尔 定 压 热 容过 程 方 程 常 量1VT由 热 力 学 第 一 定 律WEQp ddd 特 性 常 量p )( 12 VVpW 功 W 热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 18 摩 尔 定 压 热 容 : 理 想 气 体 在 等 压过 程 中 吸 收 热 量 ， 温 度 升 高 ， 其摩 尔 定 压 热 容 为 ： mol1pQd TdTCQ pp dd m, TQC pp ddm, 热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 19 VpETCQ pp dddd m, TRVp dd RCC Vp m,m, TCE V dd m, 可 得 摩 尔 定 压 热 容 和 摩 尔 定 体 热 容 的 关 系 摩 尔 热 容 比 m,m, Vp CC 热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 20 )( 12 VVpW )( 12 TTR )( 12m,12 TTCEE V )( 12m, TTCQ pp 三 个 量 ： 热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 212V ),( 11 TVp ),( 22 TVpp 1Vp Vo 1 2W等 压 膨 胀 2V ),( 11 TVp),( 22 TVpp 1Vp Vo 12 W等 压 压 缩 1E 2EpQ 1EpQ 2E W W 热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 22 比 热 容 TQC dd热 容比 热 容 mCTmQc dd 热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 23 5.3 等 温 过 程由 热 力 学 第 一 定 律0d E 恒温热源TVpWQT ddd 1 2),( 11 TVp ),( 22 TVp1p2p 1V 2V p Vo Vd特 征 常 量T过 程 方 程 pV 常 量 热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 24VRTp 21 dVVT VpWQ VVRTWQ V VT d21 12ln VVRT 21ln ppRT 热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 25EE 1 2),( 11 TVp ),( 22 TVp1p2p 1V 2V p Vo 等 温 膨 胀W 1 2),( 11 TVp ),( 22 TVp1p2p 1V 2V p Vo W等 温 压 缩TQ TQ W W 热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 26 ),( 111 TVp ),( 222 TVp1 21p2p 1V 2V p Vo5.4 绝 热 过 程与 外 界 无 热 量 交 换 的 过 程0d Q特 征 TCE ,V dd m VdEW dd 由 热 力 学第 一 定 律 0dd EW 绝 热 的 汽 缸 壁 和 活 塞 热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 27 )TT(C ,V 12m TC ,VTT dm21 21 dVV VpW )TT(CW ,V 21m EW 由 热 力 学 第 一 定 律 有 ),( 111 TVp ),( 222 TVp1 21p2p 1V 2V p Vo W绝 热 方 程 TV 1 pV Tp 1 常 量常 量常 量 热 力 学 基 础物 理 工自 学 考 试 热 学 28 ),( 111 TVp ),( 222 TVp1 21p2p 1V 2V p Vo W绝 热 膨 胀 ),( 111 TVp ),( 222 TVp 121p2p 1V2V p Vo W绝 热 压 缩 1E 2E1E 2E W W
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