等壓過程 等壓過程 ΔTA=ΔTB=ΔTQA=CVΔTAQB=CPΔTBQ=QA+QB 等壓過程 Q=QA=CPΔTA 絕熱過程 QB=0ΔTB=0 例 5P3-16 第三節(jié) 熱力學(xué)第一定理在理想二氧化碳上的應(yīng)用 如果 V2=2V1,P2=？ 例6 絕熱自由膨脹（×）（√） 第三節(jié) 熱力學(xué)第一定理在理想二氧化碳上的應(yīng)用 B、PC過程PB中功、熱、內(nèi)能的變化：絕熱過程QPB=0APB<0，△UPB=APB<0PA過程△UPA=△UPB<0APA<0，且∣APA∣<∣APB∣QPA<0PC過程△UPC<0 ; APC<0； QPC>0 第三節(jié)熱力學(xué)第一定理在理想二氧化碳上的應(yīng)用：聲波在大氣中的傳播是等溫的。 =rγ=CP/CV=1.4，Mmol=29g/mol 第三節(jié)熱力學(xué)第一定理在理想二氧化碳上的應(yīng)用 ◆對(duì)流層溫度隨高度的變化規(guī)律。 +dZZ 飽和水蒸氣的影響 7K/km 第三節(jié) 熱力學(xué)第一定理在理想二氧化碳上的應(yīng)用 左邊為絕熱過程 例 8P3-17 右邊為多方過程 第三節(jié) 熱力學(xué)第一定理在理想二氧化碳上的應(yīng)用 △U=0 循環(huán)過程 第四節(jié) 熱機(jī)效率與加熱系數(shù) 第四節(jié) 熱機(jī)效率與加熱系數(shù) 2. 熱機(jī)熱機(jī)效率 熱機(jī)工作原理圖 高溫?zé)嵩碩2 低溫?zé)嵩?第四節(jié)熱機(jī)效率及加熱系數(shù) 3、加熱機(jī)構(gòu) 熱系數(shù) 加熱機(jī)工作原理 高溫?zé)嵩碩2 低溫?zé)嵩?第四節(jié)熱機(jī)效率及加熱系數(shù)。 理想的二氧化碳循環(huán)A代表系統(tǒng)對(duì)外所做的功。 Q1表示低溫?zé)嵩次盏臒崃俊? Q2代表高溫?zé)嵩瘁尫诺臒崃俊?低溫?zé)嵩碩1為溫度。 第四節(jié)熱機(jī)效率與制熱系數(shù)例8奧克斯冰箱工作時(shí)，冰箱內(nèi)濕度為-10℃，冷凍室濕度為5℃。
如果按照理想卡諾加熱循環(huán)估算，其加熱系數(shù)是多少？ 常溫下，冰箱工作時(shí)，每消耗一度電，能否吸收冰箱的熱量？ Q2=2.56×107J 散熱器 冷藏室 蒸發(fā)器 節(jié)流閥 儲(chǔ)液器壓縮機(jī) C2氟利昂解：T1=300K，T2=263K 第四節(jié) 熱機(jī)效率和加熱系數(shù)示例 9P3-182-3 定壓放熱過程 4-1 定壓吸熱過程 第四熱機(jī)效率和加熱系數(shù) 示例 10 我們?cè)O(shè)計(jì)一臺(tái)熱機(jī)和加熱系數(shù)一機(jī)組成的理想雙效循環(huán)裝置。 熱機(jī)通過燃燒燃料向供暖系統(tǒng)中的水吸收熱量，同時(shí)帶動(dòng)供暖機(jī)工作； 加熱機(jī)從乳品儲(chǔ)藏室釋放熱量，并吸收熱量到加熱系統(tǒng)。 窯爐溫度210℃，儲(chǔ)藏室溫度15℃，加熱系統(tǒng)溫度60℃，煤的燃料值3./kg。 多少卡路里？ 第四節(jié)熱機(jī)效率與加熱系數(shù)**宋國立南京大學(xué)數(shù)學(xué)系主任第三章熱力學(xué)第一定理第一節(jié)熱力學(xué)第一定律第二部分。 二氧化碳的潛焓和焦耳效應(yīng)第三部分。 熱力學(xué)第一定律在理想二氧化碳中的應(yīng)用第四節(jié)。 熱機(jī)效率和加熱系數(shù)本章教學(xué)目標(biāo) ◆理解構(gòu)造準(zhǔn)靜態(tài)過程的目的和方法 ◆掌握熱力學(xué)第一定理在理想二氧化碳中的應(yīng)用； 建立大氣絕熱模型，給出對(duì)流層溫度隨高度的變化規(guī)律 ◆通過焦耳實(shí)驗(yàn)，了解實(shí)際二氧化碳的內(nèi)能、溫度和體積之間的關(guān)系 ◆掌握熱機(jī)效率和加熱系數(shù)的估算方法，2004.5 [3]焦耳湯姆遜實(shí)驗(yàn)和焦耳湯姆遜實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論 - 大學(xué)數(shù)學(xué)，2003.6 [4]焦耳效應(yīng)與焦耳效應(yīng)的比較-湯效應(yīng) - 大學(xué)數(shù)學(xué)，2003.8 [5] 節(jié)流過程中加熱和冷卻的分析 - 大學(xué)數(shù)學(xué)，2005.3 [7] 空氣絕熱指數(shù)的大氣壓修正 - 大學(xué)數(shù)學(xué)，2003.7 [6] 卡諾循環(huán)PV圖 - 大學(xué)數(shù)學(xué)2001.5 [8] 理想二氧化碳任意過程中最高和最低溫度的估算 - 大學(xué)數(shù)學(xué)，2002.6 [9]理想二氧化碳橢圓循環(huán)的效率——大學(xué)數(shù)學(xué)，2005.2 [10]任意準(zhǔn)靜態(tài)過程中理想二氧化碳和范氏二氧化碳的摩爾潛熱——大學(xué)數(shù)學(xué)，2004.3 [11]又談旋轉(zhuǎn)和振動(dòng)的概率分布及均分定律的證明——大學(xué)數(shù)學(xué)，2005.10本章[13]用廣義速率分布定律證明了旋轉(zhuǎn)和振動(dòng)形式能量均分定律—大學(xué)數(shù)學(xué)，2004.11 [12]為什么在微孔塞實(shí)驗(yàn)中很容易得到與理想二氧化碳不同的結(jié)果，而在焦耳實(shí)驗(yàn)中卻不容易得到這樣的結(jié)果—大學(xué)數(shù)學(xué)，2001.7 第一節(jié)熱力學(xué)第一定律 1.熱力學(xué)第一定理三大發(fā)現(xiàn)19世紀(jì)（恩格斯）的能量守恒與轉(zhuǎn)換定理、達(dá)爾文的生物進(jìn)化論和細(xì)胞理論關(guān)于內(nèi)能的能量守恒與轉(zhuǎn)換定理等方法做功和傳質(zhì)是改變系統(tǒng)內(nèi)能（狀態(tài)）的兩種形式《化學(xué)與藥劑學(xué)年鑒》熱功當(dāng)量值：3.57J/Cal首先提出了能量守恒的概念第一節(jié)熱力學(xué)第一定理焦耳焦耳（Joule熱機(jī)的效率計(jì)算公式pm，1818-1889） ）美國1840年焦耳定理——《論電磁的熱效應(yīng)與熱的機(jī)械值》1843年熱功當(dāng)量：4.18J/年國際計(jì)量會(huì)議規(guī)定熱功當(dāng)量：4.1868J/Cal 第一節(jié)。 熱力學(xué)第一定理。 熱力學(xué)第一定理 亥姆霍茲 (1821-1894)美國人于1847年提出能量轉(zhuǎn)換，證明了能量守恒原理 第一節(jié)熱力學(xué)第一定理 ◆在外界影響下熱機(jī)的效率計(jì)算公式pm，非準(zhǔn)靜態(tài)過程的狀態(tài)發(fā)生變化，化學(xué)性質(zhì)不均勻。 ◆準(zhǔn)靜態(tài)過程狀態(tài)變化平穩(wěn)，但化學(xué)性質(zhì)保持均勻。 熱力學(xué)第一定律 2. 準(zhǔn)靜態(tài)過程 熱力學(xué)過程做功與傳質(zhì)→系統(tǒng)狀態(tài)變化 系統(tǒng) T2T1+△TT1+2△TT1+3△TT2T2 系統(tǒng) T1 準(zhǔn)靜態(tài)傳熱過程 第一節(jié). 熱力學(xué)第一定理 ◆弛豫時(shí)間是指從平衡狀態(tài)到平衡狀態(tài)所需的時(shí)間。 第一節(jié)熱力學(xué)第一定理 ◆準(zhǔn)靜態(tài)過程中的工作 準(zhǔn)靜態(tài)過程 V1pVoⅠⅡpdVV2 第一節(jié)熱力學(xué)第一定理 例 1 如果將腎臟輸送血液的過程視為準(zhǔn)靜態(tài)過程，則可以估算出人體腎臟的功率和工作三天所需的熱量。 人的腎臟每分鐘跳動(dòng)約60次，每次輸送的血液約80ml。 熱力學(xué)第一定理示例2 系統(tǒng)狀態(tài)a，沿acb 到b，吸收80cal 的熱量并做126J 的功。
(1) 如果adb的工作量為42J，系統(tǒng)會(huì)釋放多少熱量？ (2) 如果沿著ba，所做的功是84J，系統(tǒng)是放熱的還是吸熱的？ 傳遞了多少熱量？ 第一節(jié)。 熱力學(xué)第一定理 ΔU=A+Q=210J(1)A=-42J,ΔU=252J(2)A=84J,ΔU=-210JQ=-294J 第二節(jié) 二氧化碳潛熱的焦耳效應(yīng) 1. 潛熱焓 C=ΔQ/ΔT ◆定體潛熱 CV=(dU/dT)VH=U+PV ◆常數(shù)t 壓力潛熱 CP=(dH/dT)P ◆熱容 ◆焓 CPmol=CVmol+R2。 焦耳效應(yīng) ◆絕熱自由膨脹過程 A=0, Q=0, ΔU=0U=U(T, V) ◆焦耳和蓋伊實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：溫度計(jì)讀數(shù)不變 推論：內(nèi)能與體積無關(guān)？ 如果ΔT=0，則ΔV≠0？ 那么內(nèi)能與體積無關(guān)。 第 2 節(jié)：二氧化碳潛熱的焦耳效應(yīng)。 范德華分子模型。