热力学定律解析

气体内动能大小反映着气体的温度高低,内动能增大,则温度升高;内动能减小,则温度降低。而内位能与分子之间距离有关,即与气体的比容有关。比容增大时,分子间的距离增大,内位能增加;比容减小时,分子间的距离减小,其内位能也相应减小。因此,气体的内能与气体的状态有关。由此可见,内能也是工质的状态参数,因为一定的状态,就有一定的状态参数—温度T和比容U,即一定的

气体内动能大小反映着气体的温度高低,内动能增大,则温度升高;内动能减小,则温度降低。而内位能与分子之间距离有关,即与气体的比容有关。比容增大时,分子间的距离增大,内位能增加;比容减小时,分子间的距离减小,其内位能也相应减小。因此,气体的内能与气体的状态有关。由此可见,内能也是工质的状态参数,因为一定的状态,就有一定的状态参数—温度T和比容U,即一定的内能。热力学定律解析

对于理想气体,由于分子间没有作用力,分子的内位能等于零,因此其内能仅是分子内动能的总和。它与比容无关而仅取决于温度,温度越高,则内能越大。设在一个密闭容器内装有1千克气体,初始温度为T1,内能为u1。如由外界给该气体加入热量q,其温度升高至T2,内能也增加到u2。由于在加热过程中,气体的容积没有变化,所以气体没有对外做功。因此气体由外界得到的热量,全部变成了其内能的增加量,即:

q=u2-u1=△u

由上述可知,气体在定容加热过程中所吸收的热量,等于定容比热与温差的乘积,即:

q=u2-u1=△u=Cv·(T2-T1)(kJ/kg)。

以压力(P)为纵坐标,以比容v的为横坐标而构成的P-v图,叫做压容图,如图1.1.7所示。该图上任意一点都有一个确定的压力P和确定的比容v与其对应。因此图上的任意一个点都表示工质的一个确定状态。同理,图上的任一条曲线都表示工质状态的一个变化过程,此图也称为工质的示功图。

热力学定律解析

设在一个有活塞移动的汽缸中装入1千克气体,当气体膨胀时,则气体的压力降低,比容增加,并推动活塞向右运动,对外作膨胀功;反之,当活塞在外力推动下向左运动时,气体的压力升高而比容减小,气体接受外界的压缩功。图1.1.7中,过程线1→2表示气体的膨胀过程,2→1表示气体的压缩过程。

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