资源描述
13-4 理 想 气 体 的 等 温 过 程 和 绝 热 过 程 第 十 三 章 热 力 学 基 础 物 理 学第 五 版 一 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 TVp ,1p2p 1V 2V p Vo Vd特 征 常 量T过 程 方 程 pV 常 量 1 13-4 理 想 气 体 的 等 温 过 程 和 绝 热 过 程 第 十 三 章 热 力 学 基 础 物 理 学第 五 版 VRTp 21 dVVT VpWQ VVRTWQ VVT d21 12ln VVRT 21ln ppRT 2 13-4 理 想 气 体 的 等 温 过 程 和 绝 热 过 程 第 十 三 章 热 力 学 基 础 物 理 学第 五 版 EE1 2)( 11 TVp , )( 22 TVp ,1p2p 1V 2Vp Vo 等 温 膨 胀W 1 2)( 11 TVp , )( 22 TVp ,1p2p 1V 2Vp Vo W等 温 压 缩TQ TQ W W 3 13-4 理 想 气 体 的 等 温 过 程 和 绝 热 过 程 第 十 三 章 热 力 学 基 础 物 理 学第 五 版 )( 111 TVp , )( 222 TVp ,1 21p2p 1V 2V p Vo二 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 4 13-4 理 想 气 体 的 等 温 过 程 和 绝 热 过 程 第 十 三 章 热 力 学 基 础 物 理 学第 五 版 )( 12m TTCV , TCVTT dm21 , 21 dVV VpW )( 21m TTCW V , EW 由 热 力 学 第 一 定 律 有 )( 111 TVp , )( 222 TVp ,1 21p2p 1V 2Vp Vo W 5 13-4 理 想 气 体 的 等 温 过 程 和 绝 热 过 程 第 十 三 章 热 力 学 基 础 物 理 学第 五 版 )( 2211mm m VpVpCC C Vp V , , 1 2211 VpVpW 若 已 知 及2211 VpVp , )( 2211m, RVpRVpCW V RTpV 由 可 得 6 13-4 理 想 气 体 的 等 温 过 程 和 绝 热 过 程 第 十 三 章 热 力 学 基 础 物 理 学第 五 版 绝 热 过 程 方 程 的 推 导EWQ dd0d , TCVp V dd m,RTpV TCVVRT V dd m, )( 111 TVp , )( 222 TVp ,1 21p2p 1V 2Vp Vo 0Q 7 13-4 理 想 气 体 的 等 温 过 程 和 绝 热 过 程 第 十 三 章 热 力 学 基 础 物 理 学第 五 版 TTVV d11d TTRCVV V dd m,分 离 变 量 得 绝 热 方 程 TV 1 pV Tp 1 常 量常 量常 量 TV 1 常 量 8 13-4 理 想 气 体 的 等 温 过 程 和 绝 热 过 程 第 十 三 章 热 力 学 基 础 物 理 学第 五 版 )( 111 TVp , )( 222 TVp ,1 21p2p 1V 2Vp Vo W绝 热 膨 胀 )( 111 TVp ,)( 222 TVp , 121p2p 1V2Vp Vo W绝 热 压 缩 1E 2E1E 2E W W 9 13-4 理 想 气 体 的 等 温 过 程 和 绝 热 过 程 第 十 三 章 热 力 学 基 础 物 理 学第 五 版 三 绝 热 线 和 等 温 线绝 热 过 程 曲 线 的 斜 率 0dd1 pVVpV AAa VpVp )dd( pV 常 量 10 13-4 理 想 气 体 的 等 温 过 程 和 绝 热 过 程 第 十 三 章 热 力 学 基 础 物 理 学第 五 版 绝 热 线 的 斜 率 大 于 等 温 线 的 斜 率 .等 温 过 程 曲 线 的 斜 率0dd pVVp AAT VpVp )dd( pV 常 量 Ap BVAV Ap Vo T 0QVap Tp BC 常 量 11 13-4 理 想 气 体 的 等 温 过 程 和 绝 热 过 程 第 十 三 章 热 力 学 基 础 物 理 学第 五 版 例 1 设 有 5 mol 的 氢 气 ， 最 初 温 度 ，压 强 ， 求 下 列 过 程 中 把 氢 气 压 缩为 原 体 积 的 1/10 需 作 的 功 : （ 1） 等 温 过 程（ 2） 绝 热 过 程 （ 3） 经 这 两 过 程 后 ， 气 体 的压 强 各 为 多 少 ？Pa10013.1 5 C201T2T 121p2p 1V10122 VVV p Vo2p 12 TT 0QT2 常 量 12 13-4 理 想 气 体 的 等 温 过 程 和 绝 热 过 程 第 十 三 章 热 力 学 基 础 物 理 学第 五 版 解 （ 1） 等 温 过 程 J 1080.2ln 4 1212 VVRTW （ 2） 氢 气 为 双 原 子 气 体由 表 查 得 ， 有41.1 K 753)( 1 2112 VVTT 已 知 ： 050 0 1.0 Pa 10013.1 K 293 mol 5 VVP T 1T2T 121p2p 1V10122 VVV p Vo2p 12 TT 0QT2 常 量 13 13-4 理 想 气 体 的 等 温 过 程 和 绝 热 过 程 第 十 三 章 热 力 学 基 础 物 理 学第 五 版 )( 12,12 TTCW mV 11, KmolJ 44.20 mVCJ1070.4 412 W（ 3） 对 等 温 过 程Pa 1001.1 )( 62112 VVpp对 绝 热 过 程 ， 有Pa 1055.2 )( 62112 VVpp 1T2T 121p2p 1V10122 VVV p Vo2p 12 TT 0QT2 常 量 14 13-4 理 想 气 体 的 等 温 过 程 和 绝 热 过 程 第 十 三 章 热 力 学 基 础 物 理 学第 五 版 例 2 氮 气 液 化 ， 把 氮 气 放 在 一 个 绝 热的 汽 缸 中 .开 始 时 ,氮 气 的 压 强 为 50个 标 准 大气 压 、 温 度 为 300K； 经 急 速 膨 胀 后 ， 其 压强 降 至 1个 标 准 大 气 压 ， 从 而 使 氮 气 液 化 . 试 问 此 时 氮 的 温 度 为 多 少 ？ 15 13-4 理 想 气 体 的 等 温 过 程 和 绝 热 过 程 第 十 三 章 热 力 学 基 础 物 理 学第 五 版 解 氮 气 可 视 为 理 想 气 体 ， 其 液 化 过程 为 绝 热 过 程 .氮 气 为 双 原 子 气 体 由 表 查 得 40.1 K0.98)( /)1(1212 ppTT Pa1001.150 51 p K3001 TPa1001.1 52 p 16 13-4 理 想 气 体 的 等 温 过 程 和 绝 热 过 程 第 十 三 章 热 力 学 基 础 物 理 学第 五 版 例 3 一 汽 缸 内 有 一 定 的 水 ， 缸 壁 由 良 导热 材 料 制 成 . 作 用 于 活 塞 上 的 压 强 摩 擦 不 计 . 开 始 时 ， 活 塞 与 水 面 接 触 . 若 环 境 (热 源 ) 温 度 非 常 缓 慢 地 升 高 到 . 求 把 单位 质 量 的 水 汽 化 为 水 蒸 气 ， 内 能 改 变 多 少 ？ Pa10013.1 5C100已 知 汽 化 热 16 kgJ 1026.2 L密 度 3mkg 040 1 水 3mkg 598.0 蒸 气 17 13-4 理 想 气 体 的 等 温 过 程 和 绝 热 过 程 第 十 三 章 热 力 学 基 础 物 理 学第 五 版 解 水 汽 化 所 需 的 热 量 mLQ水 汽 化 后 体 积 膨 胀 为 )11( 水蒸 气 mV 水水 蒸 气 热 源C100 mp16 kgJ 1026.2 L 3mkg 040 1 水 3mkg 598.0 蒸 气 18 13-4 理 想 气 体 的 等 温 过 程 和 绝 热 过 程 第 十 三 章 热 力 学 基 础 物 理 学第 五 版 )11( 水蒸 气 pmmLWQE 16 kgJ 1009.2)11( 水蒸 气 pLmE )11(d 水蒸 气 pmVpVpW 19 第 十 三 章 热 力 学 基 础 物 理 学第 五 版 13-3 理 想 气 体 的 等 体 过 程 和 等 压 过 程 摩 尔 热 容13-4 理 想 气 体 的 等 温 过 程 和 绝 热 过 程选 择 进 入 下 一 节 ：13-6 热 力 学 第 二 定 律 的 表 述 卡 诺 定 理13-7 熵 熵 增 加 原 理13-5 循 环 过 程 卡 诺 循 环 本 章 目 录 20
展开阅读全文