10.氣體比熱容

在熱量傳遞的某個微過程中，熱力學系統吸收熱量dQ，溫度升高了dT，則定義

，為系統在該過程中的熱容。由于熱容與系統的質量有關，因此把單位質量的熱容稱為比熱容，記作c，其單位為J?K-1?㎏

-1.設系統的質量為m，則有C=mc。

11、理想氣體的定體摩爾熱容量、定壓摩爾熱容量以及兩者之間的關系。

1) 理想氣體的定體摩爾熱容

2)理想氣體的定壓摩爾熱容

12.絕熱過程的過程方程推導。

在絕熱過程中dQ=0，所以有ΔE+W=0，

絕熱過程中內能的變化與過程無關，則系統所做的功可以表示為

根據熱力學其一定律，理想氣體進行絕熱膨脹的微過程可表示為

兩邊求微分并整理得

因為 ,所以上式可改寫為

對上式積分得

13循環過程的特點，功熱之間的關系。效率的定義與計算。卡諾循環的效率的證明與應用。

1) 循環過程

循環過程指系統經歷了一系列狀態變化以后，又回到原來狀態的過程。

循環過程特點：

① 系統經歷一循環后內能不變。

② 準靜態過程構成的循環，在p-V圖上可用一閉合曲線表示。循環過程沿順時針方向進

③ 系統對外所做的凈功為正，這樣的循環稱為正循環。反之為逆循環。

2)熱機效率：

Q1表示循環過程中從外界吸收的總熱量。

Q2表示循環過程中從外界放出的總熱量。

w表示系統對外做的凈功， 。

制冷系數：在一次循環中，制冷機從低溫熱源吸取的熱量與外界做功之比，即

3)卡諾循環：由兩條等溫線和兩條絕熱線所組成的過程稱為卡諾循環。卡諾循環是一種理想循環。卡諾機工作在高溫熱源

T1和低溫熱源T2之間。卡諾循環效率最高， 。卡諾循環指出了理論上提高熱機效率的途徑。由于T1≠∞，T2≠0，因此卡

諾循環的效率永遠小于1.卡諾循環的制冷系數e= T2/(T1-T2)

14、可逆過程與不可逆過程

(1) 可逆過程與不可逆過程

如果一個系統從某一狀態經過一個過程到達另一個狀態，并且一般在系統狀態變化的同時對外界會產生影響，而若存在另

一過程，使系統逆向重復原過程的每一狀態而回到原來的狀態，并同時消除了原過程對外界引起的一切影響，則原來的過

程稱為可逆過程。反之，如果系統不能重復原過程每一狀態回復到初態，或者雖然可以復原，但不能消除原過程在外界產

生的影響，這樣的過程稱為不可逆過程。

15、熱力學第二定律：(1)經典敘述;(2)第二定律的實質; (3)第二定律的微觀意義;(4)第二定律的統計意義

;(5)熱力學第二定律的數學公式;

(1) 熱力學定律的兩種表述

? 開爾文表述：不可能制成這樣一種熱機，它只從單一熱源吸取熱量，并將其完全轉變為有用的功而不產生其他

影響。

? 克勞修斯表述：不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產生其他影響。

(2)熱力學第二定律的實質是一切自然過程都是不可逆的。

(3)熱力學第二定律的統計意義

一個孤立系統內部發生的過程，總是由包含微觀狀態數少的宏觀狀態向包含微觀狀態數多的宏觀狀態的方向進行，即由熱

力學幾率少的宏觀態向熱力學幾率大的宏觀態進行。

(4)熱力學第二定律的微觀意義

一切自然過程總是沿著無序性增大的方向進行

(5)熱力學第二定律的數學表達式 ΔS≥0

熵與熱力學概率，熵的計算方法;熵增加原理

1) 熵是組成系統的微觀粒子的無序性的量度。

熵既然是為了描述過程的不可逆過程性而引入的，那么它應該與宏觀態所包含的微觀態數目 有關，波爾茲曼關系式：S=k

㏑Ω，其中Ω為熱力學概率。

2) 波爾茲曼關系式：S=k㏑Ω

，熱力學系統從初態A變化到末態B，在任意一個可逆過程中，其熵變等于該過程中熱溫比dQ/T的積分;而在任意一個不可

逆過程中，其熵變大于該過程中熱溫比dQ/T的積分。

3) 孤立系統中發生的一切不可逆過程都將導致系統熵的增加;而在孤立系統中發生的一切可逆過程，系統的熵保持

不變。這一結論稱為熵增加原理。