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第四章热力学第一定律第七讲

1.热力学过程和准静态过程

2.热力学第一定律

3.热力学第一定律在关于物体性质讨论中的应用

4.热力学第一定律对理想气体的应用

5.循环过程和卡诺循环

4.1热力学过程和准静态过程

●热力学过程及准静态过程的概念

热力学过程：热力学系统的状态随时间的变化。

热力学过程分准静态过程和非准静态过程

P

准静态过程:视中间状态近似为平衡态.→Ⅰ

要求过程进展足够缓慢

Ⅱ

在准静态过程中，P-V图中曲线上

0V

每一点都视为平衡态。

目的：建立模型，采用平衡态近似解决实际问题,

并给实际研究方向。

非准静态过程:不能视中间状态近似为平衡态.

→过程进展快

●实现准静态过程的可能性及条件

条件：中间态时系统内各部分之间以及与外界之间

须满足力学、热学和化学等平衡条件

具体要求：系统的弛豫时间小于过程的特征时间

参见P123中举例……

4.2热力学第一定律

◆能量守恒定律物质→→能量

形式多样→机械能、热能、电能、化学能等

力学方面：研究完全弹性碰撞→机械能守恒

热学方面：1798年研究摩擦生热→功与热转

换

化学方面：1810年实验:豚鼠吃过食物后发出的动物热

与等量的食物直接化学过程燃烧所发的热接近相等

→化学能与热能相互转换

电磁学方面：1845法拉第的电磁感应→电能与磁能相互转换

2

1840焦耳的热效应IR→电能与热能相互转换

1848年德)

对能量转化与守恒定律作出了明

1847(德)

确叙述

1849年焦耳(英)

能量守恒定律：自然界中一切物体都具有能量，能量有多种

不同形式,它能从一种形式转化为另一种形式,从一个物体

传递给另一个物体,在转化和传递过程中能量的总量不变。

1950年(英)→全面名称→能量转化与守恒定律

19世纪的三大自然发现：

进化论;细胞学说;能量转化与守恒定律

1950年(德)→数学形式:dUdQ+dW

◆热力学第一定律(能量守恒定律)：(U−U)Q+W

fi

其中：U:系统初内能；U:系统末内能.

if

Q0:系统从外界吸收的热量；