2022-2023学年高二物理竞赛课件：热学状态变化过程

热学状态变化过程 2 一、准静态过程(quasi-static process; quasi-equilibrium process) 定义：偏离平衡态无穷小，随时 恢复平衡的状态变化过程。 进行条件： 破坏平衡的势— 过程进行无限缓慢 工质有恢复平衡的能力 准静态过程可在状态参数图上用连续实线表示 无穷小 热学状态变化过程 3 二、可逆过程( reversible process) 定义：系统可经原途径返回原来状 态而在外界不留下任何变化 的过程。 可逆过程与准静态过程的关系 非准静态 不可逆 准静态 可逆 ●单纯传热过程 4 非准静态过程 (nonequilibrium process) 准静态过程，不可逆 准静态过程，可逆 ●作功过程 p F f pb 5 功(work)的定义和可逆过程的功 1．功的力学定义 2．功的热力学定义：通过边界传递的能量其全部　 　　　　　　　　　　效果可表现为举起重物。 3．可逆过程功的计算 ▲功是过程量 ▲功可以用p-v图上过程线 与v轴包围的面积表示 6 1.可逆=准静态+没有耗散效应 2.准静态着眼于系统内部平衡，可逆着眼于 系统内部及系统与外界作用的总效果 3.一切实际过程不可逆 4.内部可逆过程的概念 5.可逆过程可用状态参数图上实线表示 讨论： 7 　系统对外作功为“+” 　外界对系统作功为“-” 5．功和功率的单位： 附： 4．功的符号约定： 8 6．讨论 有用功(useful work)概念 其中:　W—膨胀功(compression/expansion work)； 　Wl—摩擦耗功； 　Wp＿排斥大气功。 pb f 例A7001331 9 用外部参数计算不可逆过程的功 ? 10 广义功(generalized work)简介 弹性力功 表面张力功 电极化功及磁化功等 11 热量（heat） 1．定义：仅仅由于温差而 　　通过边界传递的能量。 2．符号约定：系统吸热“+”； 放热“-” 3．单位： 4．计算式及状态参数图 热量是过程量 （T-s图上）表示 12 热量与功的异同： 1.均为通过边界传递的能量； 3.功传递由压力差推动，比体积变化是作功标志； 热量传递由温差推动，比熵变化是传热的标志； 4.功是物系间通过宏观运动发生相互作用传递的能量； 热是物系间通过紊乱的微粒运动发生相互作用而传递的能量。 功 2.均为过程量； 热是无条件的； 热 功是有条件、限度的。 13 思考题： 　　容器为刚性绝热，抽去隔板， 重又平衡，过程性质。 逐个抽去隔板，又如何？ 14 定义： 封闭的热力过程 特性：一切状态参数恢复原值，即 可逆循环与不可逆循环(reversible cycle and irreversible cycle ) 15 动力循环（正向循环）（power cycle; direct cycle ） 输出净功； 在p－v图及T－s图上顺时针进行； 膨胀线在压缩线上方；吸热线在放热线上方。 16 逆向循环(reverse cycle) ▲制冷循环(refrigeration cycle) ▲热泵循环(heat-pump cycle) 一般地讲：输入净功； 在状态参数图逆时针运行； 吸热小于放热。 17 动力循环： 热效率(thermal efficiency) 逆向循环： 制冷系数(coefficient of performance for the refrigeration cycle) 供暖系数(coefficient of performance for the heat-pump cycle) 循环经济性指标： 下一章 18 状态参数坐标图（parametric coordinates）