7、能量均分定理與理想氣體內能計算。
1) 分子的平均平動動能在每一個平動自由度上分配了同樣了相同的能量KT/2.稱為能量均分定理,可表述為:在溫
度為T的平衡態(tài)下,物質分子的每個自由度都具有相同的平動動能,其值為 。
2) 設某種理想氣體的分子有i個自由度,則1mol理想氣體的內能為
質量為m,摩爾質量為M的理想氣體的內能為
8、熱力學第一定律與應用
系統(tǒng)從外界吸收熱量Q,一部分用來改變內能,一部分用來對外做功,根據能量守恒定律: ,微分形式: 。
注意:
①Q、ΔE、W的符號規(guī)定。系統(tǒng)從外界吸熱則Q>0(為正),放熱反之。內能增加ΔE>0,內能減少反之。系統(tǒng)對外做功
W>0,外界對系統(tǒng)做功反之。
②熱力學第一定律表明,不從外界吸收能量而使其永不停息地做功的機器不存在,即第一類永動機不可能制成。
9、平衡態(tài)與準靜態(tài)過程
(1)平衡態(tài)
對于一個孤立系統(tǒng)而言,如果其宏觀性質在經過充分長的時間后保持不不變,也就是系統(tǒng)的狀態(tài)參量并不再隨時間改變,
則此時系統(tǒng)所處的狀態(tài)稱為平衡態(tài)。處于平衡態(tài)的熱力學系統(tǒng)其內部無定向的粒子流動和能量的流動,系統(tǒng)的宏觀性質不
隨時間改變,但組成系統(tǒng)的微觀粒子處于永恒不停的運動之中,因此,平衡態(tài)實際上是熱動平衡態(tài),也是一種理想狀態(tài)。
絕對的平衡態(tài)是不存在的。
系統(tǒng)處于平衡態(tài)時具有以下特點:①由于氣體分子的熱運動和頻率碰撞,系統(tǒng)各部分的密度、溫度、壓強等趨于均勻。②
分子沿各個方向上運動的機會均等。
(2)準靜態(tài)過程
熱力學系統(tǒng)從一個平衡態(tài)到另一個平衡態(tài)的轉變過程中,每瞬時系統(tǒng)的中間態(tài)都無限接近于平衡態(tài),則此過程為準靜態(tài)過
程。
準靜態(tài)過程又稱平衡過程,是一種理想化的抽象,實際過程只能接近準靜態(tài)過程。
理想氣體的準靜態(tài)過程可以用p-v圖上一條曲線表示,圖上任一點對應一個平衡態(tài),任意一條曲線對應于一個準靜態(tài)過程。
但圖上無法表示非準靜態(tài)過程。