06 热力学基础(3)

大学物理

(6-3)

结论：⑴不仅与始末二状态有关，且还与过程有关。（如图6-2中，实线与虚线过

程从a b中的功不同，这由曲线下面积比较可知）∴功为过程量。

⑵由Q E2 E1 W知

Q E2 E1

v2

v1

PdV

∵W是过程量∴Q也是过程量 说明：dW PdV∵P 0

∴dV

dW

系统对外界作功

<0 dW 0外界对系统作功

在上图知：a b时：W 0系统对外界作功;b a 时：W 0 外界对系统作功.

§6-3 热力学第一定律在理想气体的等值过程中的应用

热力学第一定律是一条普遍的自然规律，应用很广泛。本节仅讨论理想气体在等容、等温及等压过程中的应用。 一、等容过程

设一汽缸，活塞固定不动，有一系列温差微小的热源T1,T2,T3, (T1 T2 T3 )汽缸与他们依次接触，则使气体温度上升，P也上升，但V保持常数，这样的准静态过程，称为等容过程，P V图上的线称为等容线。

等容过程： ⑴特点：dV 0 ⑵功：W

v2

v1

PdV 0

（6-4）

⑶热力学第一定律：dQv dE（微小过程）

全部用来增加气体内能。气体对外 作功=0 。 二、等温过程

设一汽缸，活塞上放置沙粒，汽缸与恒温热

大学物理

源接触。现在沙粒一粒一粒地拿下，则气体与外 界压强差依次差一微小量，∵V要增大及T=常数， ∴P要减小，这样的准静态过程即为等温过程。

P V

图上的线称为等温线。

时，T'对应曲线比T对应的曲线离原点较远。

∵PV const，∴等温线为双曲线的一支，并且

T' T

等温过程： ⑴特点：dT 0

⑵内能变化：E2 E1 0

⑶热力学第一定律：dQT dW PdV（微小过程）

QT W

v2

v1

PdV

v2

M

v1

M

RT

1V

dV

M

RT

v2

1V

v1

dV

RTlnV2V

即

(p1V1 p2V2)

（6-5）

结论：等温过程中气体吸收的热量全部用来对外作功，气体内能不变。 三、等压过程

汽缸活塞上的砝码保持不动，令汽缸与一系列温差微小的热源

T1,T2,T3, (T1 T2 T3 )依次接触，气体的温度会逐

渐升高，又∵P=常数（气体压强与外界恒定压强平衡），

∴V也要逐渐增大。这样的准静态过程称为等压过程，

P V

图上曲线为等压线。

等压过程： ⑴特点：dP 0

⑵内能变化及功：（6-6）

（6-7）

⑶热力学第一定律：dQp dE dW（微小过程）

Qp (E2 E1) W

M i2

R(T2

T1)

M

M

i2

R(T2 T1) P(V2 V1)

Mi 2

R(T2 T1)

R(T2 T1)

2

即 （6-8）