大学物理-热力学基础
必考知识点
-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
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：
112212PV PV PV C T T T =→=； m PV RT M
'=； P nkT = 8.31J R k mol =；231.3810J k k -=?；2316.02210A N mol -=?；A R N k =
三.热力学第一定律
Q E W =?+；dQ dE dW =+
1.气体做功 21V V W Pdv =? （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）
3.2121()V m V m m m dE C dT E E C T T M M ''=
-=- 或 （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。）,2V m i C R =，=，P +22m i C R （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）， =+，P ,m V m C C R ，气体比热容比：γ=>,,1P m V m C C
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
-2(V m T --221(()=2
p m V m T i T P
2122110T T E E m V m p Q W RTln RTln M V M p -=??''?===??
1. 绝热过程
210()V m Q W E C T T ν=???=-?=--??
绝热方程1PV C γ=， -12V T C γ= ，13P T C γγ--= 。
五.循环过程
特点：系统经历一个循环后，0E ?=
系统经历一个循环后Q W =（代数和）（代数和）
1. 正循环（顺时针）-----热机
逆循环（逆时针）-----致冷机
2. 热机效率： 122111
1Q Q Q W Q Q Q η-===- 式中：1Q ------在一个循环中，系统从高温热源吸收的热量和；
2Q ------在一个循环中，系统向低温热源放出的热量和；
12W Q Q ＝－------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）
21
1c T T η=-（效率公式要求会推导） 式中：1T ------高温热源温度；2T ------低温热源温度；
4. 制冷机的制冷系数：
卡诺制冷机的制冷系数：221212
Q T e Q Q T T ==-- 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）。
2212
Q = Q -Q =定义：Q e W
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Ω：与同一宏观态对应的所含有的微观状态数。（了解）
自然过程沿着向Ω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
5. 熵增加原理：对孤立系统
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。
Ωln k S =0S ≥?