热学复习课ppt课件.ppt
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1、微观状态等几率分布微观状态等几率分布量子假设量子假设费米分布费米分布玻色分布玻色分布热力学第二、三定律热力学第二、三定律守恒律守恒律,最大概然分布最大概然分布状态方程状态方程Tt牛顿定律牛顿定律热力学第热力学第0定律定律碰撞图像碰撞图像热力学第一定律热力学第一定律能量守恒能量守恒-B分布分布M速度分布速度分布M速率分布速率分布B分布分布牛顿定律牛顿定律多自由度多自由度MB分布分布能量按自由度均分定理能量按自由度均分定理范氏方程范氏方程.近独立子系统近独立子系统最大概然分布最大概然分布s:半整数半整数s:整数整数Tt能量守恒能量守恒微观状态等几率分布微观状态等几率分布第一定律第一定律准静态过程准
2、静态过程能量转移问题能量转移问题CV, Cp, Cm热能转移热能转移(无序)(无序)YdX(-pdV)典型热学过程典型热学过程系统做功系统做功(有序)(有序)等压过程(焓)等压过程(焓)等体过程等体过程等温过程等温过程绝热过程绝热过程多方过程多方过程卡诺热机卡诺热机循环过程循环过程第二定律第二定律克劳修斯克劳修斯开尔文开尔文最大概然最大概然卡诺定理卡诺定理克劳修斯克劳修斯不等式不等式可逆可逆不可逆不可逆熵定义熵定义0adS,.dUTdSpdVdHTdSVdpdFSdTpdVdGSdTVdp 相界面问题相界面问题稳定性问题稳定性问题相变问题相变问题能量转移问题能量转移问题能量转移是过程能量转移是
3、过程传热传热做功做功参考过程:参考过程:准静态过程准静态过程如果驰豫时间远小于能量转移过程就可以近似为准静态过程QWUUU12热力学第一定律:热力学第一定律:QdWddU等体过程等体过程0, WUQ21TTVdTCU等压过程等压过程21()Wp VV VUCTpQHCT 等温过程等温过程0U21lnVmQWRTMV 绝热过程绝热过程, 0QconstpVVUWCTHUpV多方过程多方过程constpVmmQCT21()1RWTTm)(12TTCUV11mVVRmCCCmm循环过程循环过程0WQWQU性质:状态函数为零性质:状态函数为零 卡诺循环卡诺循环 两个等温过程和两个绝热过程组成的循环。两
4、个等温过程和两个绝热过程组成的循环。卡诺循环效率卡诺循环效率121211TTTTT内能方程内能方程TVUpTpVT焓方程焓方程VTVTpHpT热力学第一定律的微观图像热力学第一定律的微观图像KlllKllldaEdEadU1*1*做功做功传热传热不可逆过程不可逆过程(克劳修斯,开尔文)(克劳修斯,开尔文)卡诺定理卡诺定理122211TTQQ两热源间的热机克劳修斯不等式克劳修斯不等式niiiTQ1.0科拉泊龙方程科拉泊龙方程)(molmolmolVVTdTdpmmmmVVSSdTdp,熵的定义熵的定义fCfiRidQSSST宏观宏观ln(/)BBfiSk微观微观CBSS 熵的计算熵的计算dVTp
5、dTTCSSSVRfiRfiVifffpfiiiRRpCVSSSdTdpTT可逆等温过程:可逆等温过程:ififppRVVRSlnln可逆等压过程:可逆等压过程:ifpTTCSln可逆等体过程:可逆等体过程:ifVTTCSln可逆绝热过程:可逆绝热过程:0S可逆多方过程:可逆多方过程:lnfniTSCT理想气体理想气体熵定理熵定理孤立系统孤立系统0adS等温等体条件等温等体条件 0dF 最大功原理最大功原理dFWd等温等压条件等温等压条件TSUFGHTSdGWd 0dG最大非体积功原理最大非体积功原理,.dUTdSpdVdNdHTdSVdpdNdFSdTpdVdNdGSdTVdpdN 热力学基
6、本方程热力学基本方程NGdVVUdSSUdUSV比较得pVUTSUSV ,dppHdSSHdHSp比较得VpHTSHSp ,dVVFdTTFdFTV比较得pVFSTFTV ,dppGdTTGdGTpVpGSTGTp ,比较得 SVpSTVpTTpTVVSpSSpSVVTpT 表面张力与表面能表面张力与表面能TSSAFSATSSSFA1211()ioppRR拉普拉斯公式拉普拉斯公式润湿现象润湿现象cossgslgl杨氏接触角杨氏接触角复杂表面:复杂表面:0totaldF毛细现象毛细现象grhcos2毛细管毛细管gdhcos2平行板平行板稳定性稳定性2220, 0, 0GFS0, 0, 0, 0,
7、 .VpsTCC推论推论相变相变TTpp热学平衡条件热学平衡条件力学平衡条件力学平衡条件化学平衡条件化学平衡条件液气相变的方式液气相变的方式失稳分解失稳分解成核长大成核长大2120d FdV2120d FdV沸腾与凝结沸腾与凝结2( )gmollglppTRTV热学平衡热学平衡讨论相变方向郎道相变理论郎道相变理论4420)()(pATTpaGGc只适用于连续相变。原因:对称性破缺只适用于连续相变。原因:对称性破缺推断下列过程中U, H, Stotal 的正负或零值。(a) 理想气体准静态绝热膨胀;(b) 理想气体绝热节流;(c) 水蒸气在1 atm, 25oC 下凝结;(d) 冰在 1atm,
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