例 绝热 开放系统 封闭系统 孤立系统 热力学:研究热力学系统的状态及状态变化 状态参量、热力学过程 1.描述系统宏观性质的物理量:p、T、V、E 广延量∝m,有可加性,如V、E 强度量无可加性,如p、T 状态参量有确定的值——平衡态
二、状态参量、 热力学过程 1. 描述系统宏观性质的物理量:p、T、V、E ... 广延量 强度量 m,有可加性,如 V、E 无可加性,如 p、T 状态参量有确定的值——平衡态 绝 热 例 开放系统 封闭系统 孤立系统 热力学: 研究热力学系统的状态及状态变化
2、系统状态变化—一热力学过程 非静态过程:中间状态不是平衡态 准静态过程:过程进行得足够缓慢 (平衡过程) 中间状态平衡态 例:气体自由膨胀 气体等温膨胀 真空 T 驰豫时间<10-s
2、系统状态变化——热力学过程 非静态过程: 中间状态不是平衡态 准静态过程: (平衡过程) 过程进行得足够缓慢 中间状态 ~ 平衡态 气体等温膨胀 10 s −4 驰豫时间 例:气体自由膨胀 T
3.相平面相图 以状态参量为坐标变量 相平面、相空间 平衡态 对应相图中的点 平衡过程—对应相图中的线 例:等温、等压、等体过程的相图 P p2
3. 相平面 相图 以状态参量为坐标变量 —— 相平面、相空间 平衡态 —— 对应相图中的点 平衡过程 —— 对应相图中的线 例: 等温、等压、等体过程的相图 V V V O V1 V2 O V1 V2 O V p p p p p2 p1 p2 p1
三、系统内能 热力学主要研究系统能量转换规律 系统内能E 广义:系统内所有粒子各种能量总和 平动、转动、振动能量、化学能、原子能、核能. 不包括系统整体机械能 狭义:所有分子热运动能量和分子间相互作用势能 例:实际气体E=E(7,V) Mi 理想气体E=-R7=E(7) 2
三、系统内能 热力学主要研究系统能量转换规律 1.系统内能 E 广义: 系统内所有粒子各种能量总和 平动、转动、振动能量、化学能、原子能、核能... 不包括系统整体机械能 狭义:所有分子热运动能量和分子间相互作用势能 例:实际气体 E = E(T,V) 理想气体 ( ) 2 RT E T M i E = =
2.内能E是状态函数 内能变化△E只与初末状态有关,与所经过的过程 无关,可以在初、末态间任选最简便的过程进行计算。 做功 3.内能变化方式 l热传递 四、功和热量 =0 1.准静态过程的体积功 S dA=Fd=pSdz= pdv d dl a=pdr 注意:非静态过程不适用
2. 内能 是状态函数 内能变化 只与初末状态有关,与所经过的过程 无关,可以在初、末态间任选最简便的过程进行计算。 E △E 四、功和热量 = 2 1 d V V A p V 注意:非静态过程不适用 3. 内能变化方式 做功 热传递 1. 准静态过程的体积功 dA = F dl = p Sdl = pdV = 0 p F s dV dl