7、能量均分定理與理想氣體內(nèi)能計(jì)算。
1) 分子的平均平動(dòng)動(dòng)能在每一個(gè)平動(dòng)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(zhì)分子的每個(gè)自由度都具有相同的平動(dòng)動(dòng)能,其值為 。
2) 設(shè)某種理想氣體的分子有i個(gè)自由度,則1mol理想氣體的內(nèi)能為
質(zhì)量為m,摩爾質(zhì)量為M的理想氣體的內(nèi)能為
8、熱力學(xué)第一定律與應(yīng)用
系統(tǒng)從外界吸收熱量Q,一部分用來改變內(nèi)能,一部分用來對外做功,根據(jù)能量守恒定律: ,微分形式: 。
注意:
①Q(mào)、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(nèi)能增加ΔE>0,內(nèi)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(xué)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(jī)器不存在,即第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成。
9、平衡態(tài)與準(zhǔn)靜態(tài)過程
(1)平衡態(tài)
對于一個(gè)孤立系統(tǒng)而言,如果其宏觀性質(zhì)在經(jīng)過充分長的時(shí)間后保持不不變,也就是系統(tǒng)的狀態(tài)參量并不再隨時(shí)間改變,
則此時(shí)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(xué)系統(tǒng)其內(nèi)部無定向的粒子流動(dòng)和能量的流動(dòng),系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不
隨時(shí)間改變,但組成系統(tǒng)的微觀粒子處于永恒不停的運(yùn)動(dòng)之中,因此,平衡態(tài)實(shí)際上是熱動(dòng)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(shí)具有以下特點(diǎn):①由于氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)和頻率碰撞,系統(tǒng)各部分的密度、溫度、壓強(qiáng)等趨于均勻。②
分子沿各個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等。
(2)準(zhǔn)靜態(tài)過程
熱力學(xué)系統(tǒng)從一個(gè)平衡態(tài)到另一個(gè)平衡態(tài)的轉(zhuǎn)變過程中,每瞬時(shí)系統(tǒng)的中間態(tài)都無限接近于平衡態(tài),則此過程為準(zhǔn)靜態(tài)過
程。
準(zhǔn)靜態(tài)過程又稱平衡過程,是一種理想化的抽象,實(shí)際過程只能接近準(zhǔn)靜態(tài)過程。
理想氣體的準(zhǔn)靜態(tài)過程可以用p-v圖上一條曲線表示,圖上任一點(diǎn)對應(yīng)一個(gè)平衡態(tài),任意一條曲線對應(yīng)于一個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)過程。
但圖上無法表示非準(zhǔn)靜態(tài)過程。