高中物理競賽絕熱過程課件

1在絕熱過程中，理想氣體與外界無熱量傳遞。1.特征2.過程方程dQ=0絕熱的汽缸壁和活塞內(nèi)能增量氣體做功由熱力學(xué)第一定律dE+dA=

0得9.7絕熱過程2由兩邊取微分,得由(1)，(2)兩式，得3由得到兩邊積分，得4由分別消去P和T，得絕熱過程方程(泊松公式)γ=1

時，為等溫過程。53.過程曲線在P-V

圖上，每一個絕熱過程對應(yīng)一條雙曲線，稱為絕熱線。4.熱量dQ=05.內(nèi)能變化6.絕熱功（1）由溫度變化引起的pdVV1V2p1p2PVOQ6（2）用功的定義計算7從兩個角度計算，效果相同由得8絕熱線和等溫線的區(qū)別絕熱過程曲線在A點(diǎn)的斜率BCA—等溫線—絕熱線9γ>1，故絕熱線的斜率小于等溫線的斜率。絕熱線比等溫線陡。等溫過程曲線在A點(diǎn)的斜率BCA—等溫線—絕熱線10氣體從交點(diǎn)A

的狀態(tài)膨脹同樣的體積dV時，等溫過程壓強(qiáng)的降低是由于體積膨脹而引起。絕熱過程壓強(qiáng)的降低量是由于體積的膨脹和氣體溫度的降低共同引起的。BCA—等溫線—絕熱線11例1

狄塞爾內(nèi)燃機(jī)汽缸中的空氣在壓縮前溫度為320K，壓強(qiáng)為1.013×105Pa。假定空氣突然被壓縮到原來體積的1/16.9，試求壓縮終了時氣缸內(nèi)空氣的溫度和壓強(qiáng)。解把空氣看成理想氣體，已知初狀態(tài)的溫度T1=320K，壓強(qiáng)

p1=1.013×105Pa。由于壓縮很快，可看成絕熱過程，則由式可得到終了狀態(tài)的溫度為12終了時的壓強(qiáng)為13CV=20.8J/(mol·K)，Cp=29.09J/(mol·K)摩爾質(zhì)量M=29×10-3Kg·mol。試求各過程中氣體所做的功及從外界吸收的熱量。例2

一熱機(jī)用5.8×10-3Kg的空氣作為工質(zhì)，從初態(tài)1（p1=1.013×105pa,

T1=300K）等體加熱到狀態(tài)2（T2=900K），再經(jīng)絕熱膨脹到狀態(tài)3（p3=p1），最后經(jīng)等壓過程又回到1，如圖。假定空氣可視為理想氣體，且γ=1.4，31pVOp2

p1V1

V3214解設(shè)1、2、3三個狀態(tài)的參量分別為（p1,V1,T1）、（p2,V2,T2）、（p3,V3,T3）31pVOp2

p1V1

V32151→2等體過程Q1231pVOp2

p1V1

V32162→3絕熱過程Q1231pVOp2

p1V1

V32173→1等壓過程Q31Q1231pVOp2

p1V1

V3218例3測定空氣比熱容比γ=Cp/CV的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。先關(guān)閉活塞B，將空氣由活塞A壓入大瓶C中，并使瓶中氣體的初溫與室溫相同，初壓p1略高于大氣壓p0；關(guān)閉活塞A，然后打開活塞B，使氣體迅速膨脹且壓強(qiáng)降為p0，溫度降為T，關(guān)閉B后，瓶內(nèi)氣體溫度又上升為T0，壓強(qiáng)上升為p2。打開B后的狀態(tài)變化過程如圖所示。試證明空氣的γ可以從下是算出19選留在瓶內(nèi)的氣體為研究對象,視為理想氣體。pVT0ⅠⅢⅡp1

p2p0V1

V2O解開始時瓶中氣體的壓強(qiáng)p1略高于大氣壓p0，故打開活塞B到迅速關(guān)閉這一短時間內(nèi)，已有一部分氣體沖出瓶外。20Ⅱ→Ⅲ

等體吸熱過程：狀態(tài)Ⅲ(p2,V,

T0)B打開前：所研究氣體的體積為V1,只是容器體積V的一部分，所處狀態(tài)Ⅰ為(p1,V1,

T0)pVT0ⅠⅢⅡp1

p2p0V1

V2OB打開后：所研究氣體的體積由V1膨脹到V，處于狀態(tài)Ⅱ(p0,V,

T)。然后關(guān)閉