南理工大学物理上第章绝热过程.pptVIP

第十五章 机械波 15 – 8 多普勒效应 计算各等值过程的热量、功和内能的理论基础 （1） （理想气体的共性） （2） 解决过程中能 量转换的问题 （3） （理想气体的内能函数） （4） 各等值过程的特性 . 一 等体过程 定体摩尔热容 等体升压 1 2 等体降压 1 2 二 等压过程 定压摩尔热容 1 2 A 等 压 膨 胀 1 2 A 等 压 压 缩 摩尔热容比 三 等温过程 1 2 等温膨胀 A 1 2 A 等温压缩 四 绝热过程 系统不与外界交换热量的过程。 1 绝热过程的特征： 绝热的汽缸壁和活塞 内燃机中燃气的爆炸过程 A 由热力学第一定律： 绝热过程中,系统对外做功全部是以消耗系统内能为代价的。 2 绝热过程方程及其推导 绝 热 方 程 －泊松方程 1 2 绝 热 膨 胀 绝热方程的推导 联立消去dT 再由 代入泊松方程，可得： 3 绝热线与等温线比较 绝热线 等温线 等温 绝热 绝热线比等温线更陡。 膨胀相同的体积，绝热过程比等温过程压强下降得快 为什么绝热线比等温线倾斜？ 而绝热膨胀则是靠消耗内能，系统温度要下降，故斜率大。 等温膨胀时系统从外界吸热、对外作功，内能不减少，温度不变。 V P P1 V2 P2 V1 A { 4 绝热过程中功的计算 由功的定义 1）热一定律，Q＝0 绝热过程方程 五 多方过程： 过程方程： 1）多方过程的功： 2）多方过程的摩尔热容： 根据多方过程 和由状态方程 过程 特征 过程方程 A ΔE Q 气体摩尔热容 等体 等压 等温 绝热 多方 V=C A=0 P=C T=C dE=0 dQ=0 0 0 A+ ΔE 例1，分别通过准静态过程把标准状态下14g氮气压缩为体积的一半时，（1）绝热过程（2）等温过程，求在这些过程中外界对气体所做的功。 解：初状态p1＝1atm＝1.01x105pa，T1＝273k，V1＝11.2x10－3m3，V2＝5.6x10－3m3。 1）绝热过程： 例1:分别通过准静态过程把标准状态下14g氮气压缩为体积的一半时，（1）绝热过程（2）等温过程，求在这些过程中外界对气体所做的功。 解：初状态p1＝1atm＝1.01x105pa，T1＝273k，V1＝11.2x10－3m3，V2＝5.6x10－3m3。 2）等温过程： 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 ? 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 例3: 1mol单原子理想气体,由状态a(p1,V1)先等压加热至体积增大一倍，再等容加热至压力增大一倍，最后再经绝热膨胀，使其温度降至初始温度。如图，试求： （ 1）状态d的体积Vd；（2）整个过程对外所作的功;（3）整个过程吸收的热量。 解：（1）根据题意 又根据物态方程 o V p 2p1 p1 V1 2V1 a b c d 再根据绝热方程 （2）先求各分过程的功 o V p 2p1 p1 V1 2V1 a b c d （3）计算整个过程吸收的总热量有两种方法 方法一：根据整个过程吸收的总热量等于各分过程吸收热量的和。 o V p 2p1 p1 V1 2V1 a b c d 方法二：对abcd整个过程应用热力学第一定律： o V p 2P1 P1 V1 2V1 a b c d 例4: 1mol理气经一准静态过程，其摩尔热容 C＝CV－R，求其过程方程。 练习十八 第十五章 机械波 15 – 8 多普勒效应