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课件网) 2020高中物理竞赛 基础热力学篇 功 热量 热力学过程 功 热量 热力学过程 当系统的状态随时间变化时，我们就说系统在经历一个热力学过程，简称过程。 驰豫时间：系统平衡态破坏后需要经过一段时间才能达到新的平衡态 非静态过程：在热力学过程中系统经历的是一系列非平衡态 准静态过程：在热力学过程进行中的每一时刻，系统都处于平衡态 理想气体自由膨胀 气体自由膨胀过程 初态 功 力学中 在无摩擦准静态过程中 系统体积由V1变为V2，外界对系统作总功为 系统对外界所作的功 功的图示 示功图 曲线下小长方形面积等于外界对系统所作的功的负值，即系统对外界所作的功 注意：功并非由初态和终态确定，与过程有关。功不是系统状态的特征，而是过程的特征 热量 热是物体中大量微粒机械运动的宏观表现 热量从温度高的物体传递到温度低的物体或者从物体的高温部分传到低温部分 一定热量的产生（或消失）总是伴随着等量的其他某种形式能量（如机械能、电能）的消失（或产生） 热力学第一定律 绝热功与系统的内能 热量定义 热力学第一定律 绝热功与系统的内能 如果一个系统经过一个过程，其状态的变化完全是由于机械的或电磁的作用，则称此过程为绝热过程。在绝热过程中外界对系统所作的功为绝热功。 著名的焦耳实验结果表明： 用各种不同的绝热过程使物体升高一定的温度，所需的功在实验误差范围内是相等的 在热力学系统所经过的绝热过程（包括非静态的绝热过程）中，外界对系统所作的功仅取决于系统的初态和终态 结论： 内能的定义 焦耳实验 水盛在绝热壁包围的容器中，叶轮所作的机械功和电流所作的电功（I2RT）就是绝热功 定义内能：任何一个热力学系统都存在一个称为内能的状态参数，当这个系统由平衡态1经过任意绝热过程达到另一平衡态2时，内能增加等于过程中外界对系统所作的绝热功Wa, 即 ： 内能 内能的微观含义： 分子无规则热运动动能 分子间相互作用能 分子、原子内的能量 原子核内的能量，等 热量定义 若系统由初态1经一非绝热过程达到终态2 ，在此过程中外界对系统所作的功不再等于过程前后状态函数内能的变化U2—U1 ，我们把二者之差定义为系统在过程中以热量Q形式从外界吸取的能量，即： 在给出热量定义之后我们可以这样定义绝热过程：若系统平衡态的改变只靠机械功或电功来完成，在系统状态改变的过程中不从外界吸热，也不放热，我们称这种系统为绝热系统，这种过程为绝热过程 热力学第一定律 热力学第一定律就是能量转化和守恒定律 能量转化和守恒定律：自然界一切物质都具有能量，能量有各种不同的形式，能够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，在转化和传递中能量的数量不变 热力学第一定律的数学表述： 微分形式： 例1．一物质系统从外界吸收一定的热量，则 （Ａ）系统的内能一定增加． （Ｂ）系统的内能一定减少． （Ｃ）系统的内能一定保持不变． （Ｄ）系统的内能可能增加，也可能减少或保持不变． （Ｄ） （Ａ）等压过程． （Ｂ）等容过程． （Ｃ）等温过程． （Ｄ）绝热过程． （Ａ） 例3．理想气体向真空作绝热膨胀． （Ａ）膨胀后，温度不变，压强减小． （Ｂ）膨胀后，温度降低，压强减小． （Ｃ）膨胀后，温度升高，压强减小． （Ｄ）膨胀后，温度不变，压强不变． （Ａ） 例4．要使一热力学系统的内能增加，可以通过_____或_____两种方式，或者两种方式兼用来完成． 热力学系统的状态发生变化时，其内能的改变量只决定于_____，而与_____无关． 外界对系统作功 向系统传递热量 始末两个状态 所经历的过程 谢谢观看！ ... ...
