热力学基础

大学物理热力学基础章节相关知识总结，本图知识梳理清楚，适用于考前复习，也可以综合其他资料使用。

热力学基础

• 0/1定律
  • 第零定律
    • 热平衡定律
  • 第一定律
    • Q=E2-E1+A=∆E+A
      • Q表示吸放热
      • ∆E表示内能变化
      • A表示做功
  • 功、热量、内能
    • 准静态过程中的功
    • 内能
      • 理想气体内能
        • 1 mol E=(i/2)RT
        • m kg E=(i/2)vRT
    • 热功等效性
      • 1卡=4. 186J
• 1定律的应用
  • 等容过程
    • Q=(m/M)(i/2)R(T2-T1) =E2-E1
    • 摩尔定容热熔C v, m
      • 1 mol气体在等容过程中，温度改变1K吸/放的热 Cv，m=iR/2
        • Cv, m只和自由度有关
  • 等压过程
    • Q=(m/M)((i+2) /2)R(T2-T1)
    • 摩尔定压热容C p, m
      • 1mol气体在等压过程中，温度改变1K吸/放的热 C p, m=((i+2) /2) R=Cv, m+R
        • 迈耶公式
    • 热熔比
      • γ=Cp, m/Cv, m=i+2/I>1
  • 等温过程
    • Q=A
      • Q=(m/M)RTln(V2/V1)
      • Q=(m/M) RTlnP1/P2
  • 绝热过程
    • 绝热膨胀，降温降压
    • 绝热压缩，升温升压
    • 绝热过程方程
    • 绝热线与等温线比较
      • 数学方法
        • 比较两曲线交点斜率
      • 物理方法
        • 比较引起P下降的因素
          • 等温：V增加
          • 绝热：V增加，T下降
• 循环过程 卡诺循环
  • 循环过程
    • 正循环（顺时针，热机）
      • 高温热源吸收热量Q1，向低温放出热量Q2
      • 净吸热：Q=Q1—Q2
      • 净功：A=Q（曲线包围面积）
      • 热机效率η=1—Q2/Q1
    • 逆循环（逆时针，制冷机）
      • 从低温热源吸收Q2，向高温热源放Q1，外界对系统做正功A
        • A+Q2=Q1
      • 制冷系数：W=Q2/A
  • 卡诺循环（两个等温+两个绝热）
    • 卡诺热机（正循环）
      • ab段：从T1吸热 Q1=
      • cd段：向T2放热 Q2=
      • 效率η=1—Q2/Q1
      • 绝热过程：由绝热方程可得V b/Va=Vc/Vd η=1-T2/T1
    • 卡诺制冷机（逆循环）
      • 制冷系数W
        • 对于卡诺制冷机w=T2/（T1-T2）
• 主题
• 可逆过程与不可逆过程 卡诺定理
  • 可逆与不可逆过程
    • 功热转换不可逆
    • 热传导不可逆
    • 气体自由膨胀不可逆
  • 卡诺定理
    • 相同高低温热源之间工作的一切可逆热机效率相等
    • 相同高低温热源间工作的一切不可逆热机，其效率总小于可逆热机
• 2定律
  • 开尔文叙述：不可能从单一热源吸热使其完全变成有用功而不引起其他变化 第二类永动机不可能
    • 第二类永动机：η=100%
  • 劳克修斯叙述：热量不能自动的从低温向高温传去
• 绝热线下降比等温线快