做工可以改變系統的狀態:摩擦公升溫(機械功),電加熱(電功)
熱量的傳遞可以改變系統的內能:熱量是過程量
\[熱力學過程 = \left\
準靜態過程\\
非靜態過程
弛豫時間\(\tau\): 系統從乙個平衡態變道相鄰平衡態所經過的時間
當\(\delta t_>>\tau\): 過程就可以視為準靜態過程,故無限緩慢只是乙個相對的概念。
非靜態過程: 系統從一平衡態到另一平衡態,過程中所有中間態為非靜態的過程
p-v圖上,乙個點代表乙個平衡態,一條連續的曲線代表乙個準靜態過程
體積功:
當活塞移動微小位移\(dl\)時,系統外界所做的元功為:
\[da = fdl = psdl = pdv
\]\[a=\begin
\int_}^} p \mathrm v
\end
\]\(dv>0,da>0\)系統對外界做正功
\(dv<0,da<0\)系統對外界做負功
\(dv=0,da=0\)系統不做功
-功是系統與外界交換的能量的量度
準靜態過程中的熱量計算
\[c = \frac
\]c(熱容量):系統在某一無限小過程中吸收熱量\(dq\)與溫度變化\(dt\)的比值
單位:\(j\cdot k^\)
熱容量與比熱的關係為:\(c = mc_\)
\(c_m\)(摩爾熱容量):
對於任一過程,系統與外界可能同時有功和熱量的轉換,且系統能量改變僅為內能時,根據能量守恆:
\[\delta e= q + (-a)
\]或$$q = \delta e + a$$
定容摩爾熱容量
\[dq_v=de=}rdt
\]\[c_v=(})_v
\]\[c_=}r
\]理想氣體內能
\[e=}}}t
\]理想氣體的任一\(t_1\rightarrow t_2\)過程
$$de=\nu c_dt$$
\[\delta e=e_2-e_1=}^}}} t}\end}
\]若\(c_\)近似為常數,則有\(\delta e = \nu c_\delta t\)
定壓摩爾熱容量
\[dq_p=de+da_p=c_dt+pdv
\]\[pv=rt微分得pdv=rdt
\]\[dq_p=}r\cdot dt+r\cdot dt
\]$$c_=(\frac)_p$$
\[c_=}r+r
\]\[c_=c_+r
\]$$q_=}}}(t_2-t_1)$$
比熱容比:\(\gamma =\frac}}\)為絕熱係數
理想氣體:\(\gamma =\frac}}=\frac}r+r}}r}=\frac\)
系統變化過程中,系統與外界沒有熱交換
絕熱方程
絕**與等溫線
\(pv=c_1,等溫線\)
\(pv^\gamma=c_2,絕**\)
絕熱過程中功值計算
熱力學定律及定理
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