大学物理-热力学基础必考知识点

第九章 热力学基础主要内容

一.准静态过程（理想过程，在P-V图中代表一条线）

系统从一个平衡态到另一个平衡态，中间经历的每一状态都可以近似看成平衡态（平衡态在P-V图中代表一个点）过程。

二.理想气体状态方程：

PVPVPVmC1122； PVRT； PnkT TT1T2MR8.31Jkmol；k1.381023Jk；NA6.0221023mol1；RNAk

三.热力学第一定律

QEW；dQdEdW

…

1.气体做功

WV2V1Pdv （规定气体对外做功>0 ）

2.Q（规定气体从外界吸收热量>0，过程量，只有在某个过程中才有意义）

dE3.

mmCVmdT　　或E2E1CVm(T2T1)MM （状态量，理想气体内能只取决于温度，内能变化公式

适用于任意的过程。）,

CVmi+2iRRCP，m22，（i为自由度，单原子分子自由度为3，双原子分子为5，多

原子分子为6），

CP，mCV,mR，气体比热容比：

CP,mCV,m1

四.热力学第一定律在理想气体的等值过程和绝热过程中的应用

1. 等体过程

W0 mmiRTQECVm(T2T1)=MM22. 等压过程

WP(VV)mR(T212T1)QEWmMi+2MCpm(T2T1)2PV EmMCVm(T2T1)=i2PV;

3.等温过程

E2E10QmV2mp2 TWTMRTlnVRTln1Mp11. 绝热过程

Q 0WEC

Vm(T2T1)

绝热方程PVC1， V-1TC2 ，P1TC3 。五.循环过程

特点：系统经历一个循环后，E0

系统经历一个循环后Q（代数和）W（代数和）

1. *

2. 正循环（顺时针）-----热机

逆循环（逆时针）-----致冷机 3. 热机效率：

WQQ1Q21Q2Q 1Q11式中：Q1------在一个循环中，系统从高温热源吸收的热量和；

Q2------在一个循环中，系统向低温热源放出的热量和； W＝Q1－Q2------在一个循环中，系统对外做的功（代数和）。

卡诺热机效率（两条等温＋两条绝热线构成的正循环） …

T2c1T（效率公式要求会推导）

1式中：T1------高温热源温度；T2------低温热源温度； 4. 制冷机的制冷系数：

定义：eQ2W=Q2Q 1-Q2

卡诺制冷机的制冷系数：eQ2T2 Q1Q2T1T2六. 热力学第二定律

1. 开尔文表述：从单一热源吸取热量使它完全变为有用功的循环过程是不存在的（热机效率为100是不可能的）。 2. 克劳修斯表述：热量不能自动地从低温物体传到高温物体。

；

两种表述是等价的.

3. 不可逆过程：各种实际宏观过程都是不可逆的，且它们的不可逆性又是相互沟通的。如功热转换、热传导、气

体自由膨胀等都是不可逆过程。 热力学概率自然过程沿着向

：与同一宏观态对应的所含有的微观状态数。（了解）

增大的方向进行，平衡态相应于一定宏观条件下热力学概率最大的状态。

4. 玻耳兹曼熵公式 Skln 5. 熵增加原理：对孤立系统

S0

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重点：

1. 理解准静态过程、体积功、热量、摩尔热容等概念；掌握其计算。 2. 理解并会运用热力学第一定律，利用它分析和计算理想气体各过程。 3.理解循环过程的特点；理解热机效率的概念，会计算简单循环的热机效率； 4.了解制冷系数的概念，了解简单循环制冷系数的计算方法； 5. 理解卡诺循环，会计算卡诺热机效率及致冷系数。

6. 理解可逆过程和不可逆过程；理解热力学第二定律的两种描述及其意义； 7.了解热力学第二定律的统计意义；了解熵的概念和熵增加原理； 8. 理解克劳修斯熵，掌握简单系统克劳修斯熵的计算。