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热学思维导图，热力学第一定律对理想气体的应用（理想气体的准静态过程）。
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热力学第一定律
准静态过程
过程中任意时刻系统都无限接近平衡态平衡态--准静态过程，是一种理想过程
若热力学系统从一个平衡态经历一个微小变化时间远比弛豫时间长，则过程中任何时刻实际上已达到平衡态，这样的过程可当作准静态过程
引入弛豫时间:系统从非平衡态过渡到平衡态所需要的时间
准静态过程可用参数空间的一条连续曲线来表示，即过程曲线
功
功是能量变化的量度，通过作功使系统和外界有了能量的交换
功是过程量
热力学系统体积改变时对外所做的机械功成为体积功 W=pdV
热量
热量的本质是传递的能量，也是能量交换的度量，是热传导过程中交换能量多少的度量
热容
系统在某一过程中温度升高或者降低1℃，需要从外界吸收或者放出的能量
C=lim Q/T
系统与外界交换的热量不仅与系统性质有关，还依赖于热交换的具体过程
热容量是个过程量
单位质量物质的热容量又叫比热
C=cm，Q=cm（t2-t1）
内能
系统处在一定状态下内在的各种形式的能量的总和
内能是状态的单值函数
任何热力学过程中，系统从外界吸收的能量等于系统内能的增量以及对外界作功之和
第一类永动机是不可能实现的 (第一类永动机：不需要动力和燃料，但可以不断对外做功）
做功和传热都是系统内能改变的度量，虽本质上有区别，但在一定条件下可以相互转化，满足热功当量的等当关系
热力学第一定律对理想气体的应用（理想气体的准静态过程）
等容过程
Q=E2-E1=vC（T2-T1）
C=iR/2
单原子:i=3
刚性双原子:i=5
多原子:i=6
由于内能是状态的函数，内能改变只取决于始末两状态，故该式与过程无关，对任何非准静态过程和准静态过程都成立
等压过程
Q=(i+2)*vR(T2-T1)/2
w=∫pdV=P(V2-V1)
(E2-E1)如等容过程中
C(p)=(i+2)*R/2=C(v)+R,(此式为迈耶公式)
比热容比 r=C(p)/C(v)=i+2/i
等温过程
Q=W=vRTlnp1/p2=vRTlnv2/v1
绝热过程
pV**r=C(泊松公式)，TV**(r-1)=C，p**(r-1)T**(-r)=C
绝热过程中Q=0
w=∫pdV=-(E2-E1)=-viR(T2-T1)/2=P1V1-P1V2/(r-1)=-vR(T2-T1)/(n-1)
绝热自由膨胀
内能不变，但在过程中的每一时刻都不处平衡态，故描写准静态绝热过程中的方程对此也不适用，只能运用理想气体状态方程
多方过程
pV**n=const
Q=W+(E2-E1)=(n-r)vC(v)(T2-T1)/n-1 n称为多方指数
前四种过程都属于多方过程
循环过程（热机）
热机工作原理
热机:利用热能来做功的机器
在热机中被循环使用，用来吸收热量并对外做功的物质称为工作物质，即工质
高温热源，低温热源
向低温热源放出的热量
循环过程
热力学系统从某一状态出发，经历一系列变化过程，最后又回到初始状态
若一个循环过程由一系列准静态过程组成，该循环称为准静态循环过程
P-V图中顺时针为正循环，逆时针为逆循环
正循环与热机
热机效率
热机在一次循环过程中，热机对外做的净功与它从高温热源吸收的热量的比值
n=W/Q1=1-Q2/Q1，W=Q1-Q2,Q1是工质在循环中从高温热源吸收的能量，Q2是向低温热源放出的热量
奥托循环
内燃机
两个绝热两个等容
迪赛尔循环
柴油机
一个等压膨胀一个等容降压两个绝热
逆循环与制冷机
制冷机 制冷系数
制冷机在一次循环过程中从低温热源吸收热量Q2，需界作功w，向高温热源放热Q1
Q1=Q2+W
制冷系数 ω= Q2/W=Q2/(Q1-Q2)
卡诺循环
卡诺热机的工作循环称为卡诺循环，卡诺循环是一个理想的循环过程，工质只与两个恒温热源交换热量
严格按照卡诺循环工作的热机或者制冷机称为卡诺热机
理想气体卡诺循环的效率只与两个热源的温度有关，而与气体的种类无关
n=W/Q1=1-Q2/Q1=1-T2/T1
卡诺制冷机
ω= Q2/W=Q2/(Q1-Q2)=T2/(T1-T2）
