基础物理综合-热学.ppt

基础物理综合l 力学力学l 热学热学l 光学光学l 电磁学电磁学热学研究有关物质的热运动以及与热相联系的各种规律的科学热力学基础（宏观理论）热力学第一、第二定律；气体状态方程分子动理论（微观理论）宏观微观物态和相变热力学基础热力学系统物体或物体系孤立系统、封闭系统、开放系统状态参量压强 P、体积 V、温度T 平衡态在没有外界影响的条件下，系统状态参量长时间内不发生变化的状态热平衡、力学平衡、化学平衡可用P、V、T图表示热力学过程准静态过程、非准静态过程热力学第一定律功热量内能（态函数）热力学第一定律理想气体过程理想气体状态方程等体过程范德瓦尔斯方程等压过程V VP PO O1 12 2P P比热容比焓（态函数）等温过程无等温热容V VO OP P1 12 2绝热过程V VO OP P1 12 2绝热线斜率的绝对值比等温线的大，即绝热线要陡一些多方过程循环过程系统经过一系列状态变化过程以后，又回到原来状态的过程。内能不改变。正循环(W0)：热转换为功pvoabQ 1 Q 2循环效率：逆循环(W d，分子可视作质点；除碰撞瞬间，分子力为零；两次碰撞之间，分子作惯性运动分子与分子、分子与器壁碰撞为弹性碰撞。统计假设：（平衡态时）（1）分子向各方向运动机会相等；（2）分子数密度分布均匀；（3）分子速度在各方向分量平均值相等理想气体压强公式由状态方程：由压强公式可见：从微观角度看，温度是分子 大小的量度,表征大量气体分子热运动剧烈程度,是一统计平均值,对个别分子无意义。分子平均平动动能理想气体的温度公式 方均根速率方均根速率由由:可见:恒定时，T也是恒定的,所以是反映分子热运动剧烈程度的物理量,是一种统计速率.能量均分定理：在温度为T的平衡态下，物质分子的任何一个能量自由度上均分配有kT/2 的平均动能。理想气体的内能 理想气体的内能是温度的单值函数麦克斯韦速率分布律 （1）最概然速率（最可几速率）与分子速率分布曲线的极大值对应的速率（2）平均速率：（3）方均根速率：大量气体分子的速率的平均值。麦克斯韦速度分布律 玻耳兹曼分布律玻耳兹曼推广：重力场中的气体分子按位置分布则有一个分子单位时间里受到平均碰撞次数叫平均碰撞次数一个分子连续两次碰撞之间经历的平均自由路程叫平均自由程 分子的平均碰撞次数(频率)及平均自由程迁移现象：不受外界干扰时，系统自发地从非平衡态向物理性质均匀的平衡态过渡过程。粘滞现象热传导现象 扩散现象气体内的迁移现象(输运现象)牛顿粘性定律粘滞现象傅立叶定律热传导现象菲克定律扩散现象物态和相变TP273.16 K气相液相固相临界点609Pa水的相变曲线物态：在一定温度和压强下所形成的具有某种稳定结构的粒子凝聚态。如固态、气态、液态、晶态、等离子态、超导态等等。相变：物质从一种物态向另一种物态转变。