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热力学第一定律在理想气体等值变化过程中的应用

时间:2023-12-08 百科知识 版权反馈
【摘要】:式中,下标“V”表示体积不变。可见,在等容过程中,系统吸收的热量全部用于增加系统内能,系统对外不做功。由于理想气体的内能只是温度的函数,ΔU=,式中ν=,表示理想气体的物质的量。由热力学第一定律,有

在以后的讨论中,除非特别说明,系统经历的过程都是准静态过程。

1.等容过程(等体过程)

气体等容过程的特点是体积不变,在p-V图上过程曲线是平行于p轴的一条直线,如图11-2-1所示。

由于体积不变(V=常数),故dV=0,同时dA=pdV=0,由热力学第一定律,有dQV=dU,即

式中,下标“V”表示体积不变。可见,在等容过程中,系统吸收的热量全部用于增加系统内能,系统对外不做功。

2.等压过程

气体等压过程的特点是压强不变,在p-V图上过程曲线是平行于V轴的一条直线,如图11-2-2所示。

由于压强不变(p=常数),故系统对外所做的功为

图11-2-1 等体增压线

图11-2-2 等压膨胀线

由热力学第一定律有

可见,在等压过程中,系统吸收的热量一部分用于增加系统内能,另一部分用于对外做功。

3.等温过程

气体等温过程的特点是温度不变,在p-V图上过程曲线是一条双曲线,如图11-2-3所示。

由于理想气体的内能只是温度的函数,ΔU=,式中ν=,表示理想气体的物质的量。所以等温过程中理想气体的内能不变,ΔU=0。由热力学第一定律,有

图11-2-3 等温膨胀线

可见,在等温过程中,系统吸收的热量全部用于对外做功。

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