四 . 热力学第一定律对理想气体准静态过程的应用 1. 等容过程(isometric process) 定义:系统的体积保持不变的过程 dV=0
过程方程: P — V图 ∵dV=0 dA=PdV=0 ∴A=0 说明气体不对外界作功 外界也不对气体作功
由 T2-T1>0 (+)系统吸热 T2-T1<0 (-)系统放热
2 等压过程(isobaric process) 定义: 系统的压强保持不变的过程 过程方程: P — V 图
V2>V1 气体膨胀对外作功 A(+) A(-) V2<V1 气体被压缩 外界对气体作功 如果已知的是T1、T2 由状态方程
内能是状态量 与过程无关 由 Q=ΔU+A
3 等温过程(isothermal process) 定义: 系统的温度保持不变的过程 过程方程: PV=恒量 P — 图
∵T不变 由
如果V2>V1 A为正 气体膨胀对外作功 如果V2〈 V1 A为负 气体被压缩 外界对系统作功 否!
4 绝热过程(adiabatic process) 定义: 系统与外界不交换热量过程 dQ=0 Q=0 设温度从T1→T2 Q=ΔU+A
∵P、V、T同时在变 找出三个参量中任意两个参量之间的函数关系— 过程方程 P与V的关系
—— ① 两边微分 —— ② 由① 代入②
这是理想气体绝热过程当中状态参量P和V所满足的微分方程,取积分得。 两边同除以CVPV
—— 泊松方程 注意:三个方程中的常数不是同一常数 三个过程方程只适用于理想气体准静态过程 由 可画P— V图 ∵γ>1
把中间的隔板一抽,气体充满整个容器。V0→2 V0 例 求膨胀后的P=? 能否用 ∵自由膨胀过程不是准静态过程 正确方法:
dQ=0 绝热 dT=0 等温 dP=0 等压 dV=0 等容 热量 系统作功A ΔU 过程方程 特征 过程
V2>V1 气体膨胀对外作功 A(+) A(-) V2<V1 气体被压缩 外界对气体作功 如果已知的是T1、T2 由状态方程