注册电气工程师物理1-2
- 1. 1 热力学基础
- 2. 2热力学第一定律及应用 内能、热量和功 内能真实气体的内能除了其全体分子的动能外还包括分子之间的引力势能。实验证明，真实气体的内能，是状态参量 T和 V 的函数。某给定理想气体系统的内能，是组成该气体系统的全部分子的动能之和，其值为 ，由状态参量 T 决定，是状态参量 T 的单值函数。 内能是气体分子热运动的各种动能和分子势能的总和。改变系统的内能的两种方式：作功、传热
- 3. 3气体系统体积变化过程所作的功（体积功） 功气体膨胀 ，系统对外作正功 气体压缩 ，系统对外作负功1. 系统通过体积变化实现作功； 2. 热力学中的功是与系统始末状态和过程都有关的一种过程量。VaVbdcabpOVVa→Vb沿acb过程的功 沿adb过程的功 ≠活塞面积 S气体压强 P
- 4. 4 热量通过传热方式传递能量的量度，系统和外界之间存在温差而发生的能量传递。Q > 0 表示系统吸热； Q < 0 表示系统放热。热量必须与过程相联系，只有发生过程才有吸收或放出热量可言。 系统从某一状态到另一状态，若过程不同，吸收或放出的热量也会不同。热量也是过程量
- 5. 5 热力学第一定律热力学第一定律是包括热现象在内的能量守恒与转化定律的一种表达形式。 该定律又可表述为：第一类永动机是不可能造成的。系统在状态变化的过程中，若从外界吸收热量Q，内能从E1变化到E2，同时对外做功W，系统所吸收的热量Q，在数值上一部分使内能增加，另一部分用于系统对外做功。第一类永动机是指能不断对外作功而又不需消耗任何形式的能量、或消耗较少的能量却能得到更多的机械功的机器。
- 6. 6对于系统状态的微小变化过程，热力学第一定律可写成各量均为代数量，有正有负系统吸收热量，dQ为正，放出热量则为负； 系统内能增加， dE为正，内能减少则为负； 系统对外作功， dW为正，外界对系统作功则为负。
- 7. 7准静态过程：从一个平衡态到另一平衡态所经过的每一中间状态均可近似当作平衡态的过程。12气体活塞砂子 准静态过程中气体的功 准静态过程（理想化的过程）
- 8. 8 等体过程特性过程方程热力学第一定律等体升压过程所吸收的热量全用于增加系统的内能。
- 9. 9 等压过程特性过程方程12热力学第一定律等压过程中气体所吸收的热量一部分用于增加系统的内能，一部分用于对外作功。
- 10. 10 等温过程特性过程方程12热力学第一定律等温过程气体吸收的热量全部转化为对外作功。
- 11. 11§ 循环过程 卡诺循环 循环过程系统经过一系列变化状态过程后，又回到原来的状态的过程叫热力学循环过程。热机：将热能不断转变为功的装置。 工作物质(工质)：热机中被利用来吸收热量并对外做功的物质。循环过程重要特征：
- 12. 12热力学第一定律净功特征（取绝对值）总吸热 总放热循环曲线包围面积代表系统作的净功顺时针 正循环 热机 W > 0 系统对外作正功 逆时针 逆循环 致冷机 W < 0 外界对系统作功
- 13. 13 热机效率热机效率热机（正循环）热机高温热源低温热源
- 14. 14 卡诺循环 1824年法国的年青工程师卡诺提出一个工作在两热源之间的理想循环—卡诺循环，给出了热机效率的理论极限值。卡诺热机高温热源T1低温热源T2WABCD两个等温过程和两个绝热过程
- 15. 15C — D 等温压缩放热 D — A 绝热过程B — C 绝热过程 A — B 等温膨胀吸热WABCD
- 16. 16卡诺热机效率利用绝热方程
- 17. 17要完成一次卡诺循环，必须有高温和低温两个热源； 卡诺热机的效率与工作物质无关，只与两个热源的温度有关，两热源的温差越大，则卡诺循环的效率越高； 卡诺循环的效率总是小于1。 卡诺热机效率总 结
- 18. 18例5-3 一定量理想气体经历如图所示的循环，AB、CD是等压过程，BC 、 DA为绝热过程，设TC=300K，TB=400K，求此循环的效率 。BC 、 DA为绝热过程， AB过程吸热，CD过程放热，故：解：
- 19. 19由绝热方程及等压关系：
- 20. 20§ 热力学第二定律 热力学第二定律的两种表述违背热力学第一定律的过程都不可能发生。 不违背热力学第一定律的过程不一定都可以发生。 自然过程是按一定方向进行的。高温物体低温物体高温物体低温物体会自动发生不会自动发生
- 21. 21会自动发生不会自动发生气体自由膨胀气体自动收缩热量不可能自动地由低温物体传向高温物体。 气体的体积不可能自动地等温缩小。各种实际过程进行方向的规律性将用热力学第二定律来表述。
- 22. 22克劳修斯表述： 不可能将热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变化（即热量不会自动地从低温物体传到高温物体）。外界需对系统作功，就属“其它变化”。此表述说明热传导过程的不可逆性。开尔文表述： 不可能从单一热源吸取热量并使它完全变为有用的功而不引起其它变化。等温膨胀时系统体积增大亦属“其它变化”。此表述说明功变热过程的不可逆性。开尔文另一表述为：第二类永动机是不可能造成的。
- 23. 23热力学第二定律是大量实验和经验的总结。 热力学第二定律开尔文说法与克劳修斯说法具有等效性。 热力学第二定律可有多种说法，每一种说法都反映了自然界过程进行的方向性。总 结
- 24. 24热力学第一定律——能量守恒定律在热学形式的表现。 热力学第二定律——力学能可全部转换成热能， 但是热能却 不能以有限次的实验操作全部转换成功 (热机不可得)。 热力学第三定律——绝对零度不可达到但可以无限趋近。总 结
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