2.1热机

燃料电池技术 第2章 燃料电池基础理论与研究方法
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真实燃料电池的效率要低于上述的极限效率， 主要是由于电压损失和燃料的利用率导致。 要使电压损失为0，电化学反应在完全可逆 的情况发生，需输出电流无穷小。实际是不可 能的。 电压效率=开路电压V/理论电动势E 燃料 利 用 率 ： 实 际使 用过程中，燃料 不 能 完全 转 化 为 电能，部 分 燃料 直 接 随废气 被 排除 燃料电池 系统，导致燃料利用率小于100%。
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第二章
燃料电池基础理论 与研究方法
燃料电池技术 第2章 燃料电池基础理论与研究方法
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阳极： 燃料被氧化，产生
电子和质子，电子通过外 回路到达阴极，质子穿过 膜到达阴极。
阴极： 氧化剂被还原，接
受电子，并与阳极来的质 子发生反应。
燃料电池技术
第2章 燃料电池基础理论与研究方法
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2.1 燃料电池热力学
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2.2.1 法拉第定律
当FC工作时, 输出电能而对外做功，FC的燃料和氧化剂 的消耗量与输出电量之间的定量关系服从法拉第定律。 法拉第第一定律：燃料和氧化剂在FC内的消耗量∆m与电池 输出的电量Q成正比，即：
∆m = ke ⋅ Q = ke ⋅ I ⋅ t
其中， ∆m和Q分别是反应物的消耗量和产生的电量（单位 库仑），I是电流强度，t是时间。 ke 比例 系 数 ：是产生 单 位 电量所 需 的反应 物 的量， 称 为 电 化当量。
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FC 都 是 采 用 多孔 气 体 扩散 电极， 电极 ， 反应是在 整 个电极的立 体空间 内的三 相（ 相（ 气、液 、固 ） 界面上进行的。 的。 对任何形式的多孔气体扩散电极，由于电极 反应界面 的真 实面积是很难计算 的，通 常是 以 电极的几何面 积计算 电流密 度的，所得 到的电 流密度称为表观电流密度。 显然，表观电流密度可以用来表示电化学反 应速度。

2024中考物理总复习课件2024中考物理总复习课件第一部分：基础知识回顾在中考物理总复习中，我们将首先回顾基础知识。

这里，我们将针对初中学业考试要求，以章节形式重温初中物理的各个知识点。

第一章：运动和力1.1 运动的描述 1.2 运动的速度 1.3 运动的加速度 1.4 力的概念与性质 1.5 二力平衡与相互作用力第二章：能量与功2.1 能量的概念与性质 2.2 功与功率 2.3 动能与势能 2.4 能量转换与守恒第三章：热学基础3.1 温度与热量的概念 3.2 物体的内能 3.3 热力学第一定律 3.4 热传递与热机第四章：声音与光4.1 声音的基础知识 4.2 光的传播与反射 4.3 折射与全反射 4.4 透镜成像与光学仪器第五章：电路与电磁5.1 电路的组成与电路图 5.2 电路中的电流和电压 5.3 电阻与电阻定律 5.4 电磁现象与电磁铁 5.5 电动机与发电机第二部分：实践应用提高在掌握基础知识的同时，我们要关注实践应用能力的提升。

以下我们将结合例题，对各个知识点进行深入剖析。

例1：关于速度、加速度、合力，以下说法正确的是（） A. 有力作用在物体上，物体的运动状态一定改变 B. 加速度越大，物体运动速度的变化一定越大 C. 加速度越大，物体运动速度的数值一定越大D. 两个物体的速度相等时，其加速度一定等于零例2：关于功与能的关系，以下说法正确的是（） A. 物体具有动能时，一定有力对其做功 B. 物体具有势能时，一定有力对其做功 C. 物体具有机械能时，一定有力对其做功 D. 物体具有机械能时，不一定有力对其做功例3：关于热学知识，以下说法正确的是（） A. 物体的内能只与温度、体积、物质的种类有关，与质量无关 B. 热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的具体应用 C. 热力学第二定律指出：不消耗能量的永动机是不可能制成的 D. 气体分子的热运动越剧烈，气体的温度就越高例4：关于声音与光，以下说法正确的是（） A. 声音的传播需要介质，光可以在真空中传播 B. 光速比声速大得多，所以在空气中光速大于声速 C. 光年是天文学中用于表示距离的长度单位，1光年表示光在一年内所传播的距离 D. 声音和光都能产生多普勒效应例5：关于电路与电磁，以下说法正确的是（） A. 电路中只要有电压存在，就一定有电流通过 B. 并联电路中，其中一条支路的电阻改变时，该支路中的电流和电压都会发生改变 C. 在并联电路中，只有一条支路闭合时，整个电路的总电阻会减小 D. 电磁铁的磁性强弱与线圈中的电流大小和线圈匝数有关，匝数一定时，电流越大，磁性越强。

2 1 1
-1
Q 0 T
(2)定压或定容变温过程的熵变
• (A) 定压过程
S
T2
Qr
T
T1

T2
C p dT T
T1
T2 C p ln T1
• (B) 定容过程
S
T2
Qr
T
T1

T2
T1
CV dT T CV ln 2 T T1
• 注意：使用此两式时不能有相变。
自发过程的实例
• 要使系统复原，则需要进行电解对系统 做功。 • 结论：然界中发生的一切实际宏观过
程都有一定方向和限度。不可能自 发按原过程逆向进行，即自然界中 一切实际发生的宏观过程总是不可 逆的。
§2.1自发过程的共同特征
• • • 自发过程的共同特征是： (1) 自发过程必为不可逆过程； (2) 自发过程必有功的损失。
Q1 Q2 Q2 ir 1 Q1 Q1 Q1 Q2 0 T1 T2
对于可逆循环，其热温商之和为零。可以得到：
不可逆循环 Q1 Q2 0 T1 T2 = 可逆循环
对任意循环：
不可逆循环 ( Q / T ) 0 可逆循环
γ -1 γ -1 TV = T V 1 2 2 3
TV
γ -1 1 1
=T V
γ -1 2 4
V2 / V1 V3 / V4
Q2=－W2 = －nRT2ln(V2 / V1 ) Carnot 循环过程中，系统对环境所作之功 -W=Q1+Q2
W Q1 Q2 RT1 ln(V2 / V1 )-RT2 ln(V2 / V1 ) T1 - T2 = = Q1 Q1 RT1 ln(V2 / V1 ) T1

热力学理想气体状态方程与热机效率热力学理想气体状态方程（Ideal Gas Equation of State）是描述理想气体状态的方程。

理想气体在一定条件下服从热力学状态方程，该方程包括气体的压强、体积和温度之间的关系。

而热机效率则是在热力学循环中评估能量转化的效率。

本文将详细探讨热力学理想气体状态方程以及热机效率的相关概念和计算方法。

1. 理想气体状态方程理想气体状态方程是描述理想气体行为的基本方程，它由一个简单的数学表达式表示。

根据理想气体状态方程，气体的压强（P）、体积（V）和温度（T）之间存在着一种数学关系：PV = nRT其中，P表示气体的压强，V表示气体的体积，T表示气体的温度，R是气体常数，n是气体的摩尔数。

理想气体状态方程中的R常数代表气体的性质，对于不同的气体来说，其R值是不同的。

同时，理想气体状态方程假设气体分子之间没有相互作用力，气体分子之间的体积可以忽略不计。

这些假设使得理想气体状态方程在理论上更为简化，方便了热力学计算。

2. 理想气体状态方程的应用理想气体状态方程广泛应用于热力学和物理化学领域，特别是在研究气体的性质和行为时。

通过理想气体状态方程，我们可以推导出其他重要的热力学性质，比如平均动能、气体密度等。

2.1 热力学性质通过理想气体状态方程，我们可以推导出气体的平均动能。

根据气体动理论，理想气体分子的平均动能与温度相关。

利用理想气体状态方程，我们可以得到气体的平均动能公式为：E = (3/2) nRT其中，E表示气体的平均动能。

2.2 气体密度利用理想气体状态方程，可以计算气体的密度。

气体的密度与气体的摩尔质量、压强和温度有关，可以通过理想气体状态方程进行计算。

ρ = (PM)/(RT)其中，ρ表示气体的密度，P表示气体的压强，M表示气体的摩尔质量，R表示气体常数，T表示气体的温度。

3. 热机效率热机效率是评估热力学循环中能量转化效率的指标。

它描述了热机从高温热源吸热、向低温热源放热时的能量损失情况。