1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,热 学,1/18,概 述,一、热学研究内容及对象,2.对象：热力学系统(宏观大物体）,对象特征：大量无规运动粒子组成,1.内容：与热现象相关性质和规律,热现象,是物质中大量分子无规则运动集体表现。,大量分子无规则运动称为,热运动。,以阿佛加德罗常数,N,A,=610,23,计。,2/18,地球上,全部大气,约有,10,44,个分子,一个人,每次呼吸气体,大约是,10,22,个分子,超人,与宇宙同时出生,(,150亿年前,
2、),每秒数10个分子,数到现在才数了,3/18,宏观法与微观法相辅相成,、,相互补充,。,二、热学研究方法：,1.宏观描述法-热力学。,大量试验事实,逻辑推理,热现象宏观理论,优点：普遍、可靠。缺点：未揭示微观本质。,2.微观描述法-统计力学,（初级理论称为,气体动理论,）,物质微观结构+统计方法,宏观热学规律,优点：揭示了热现象微观本质。缺点：可靠性、普遍性差。,4/18,宏观量与微观量,对热力学系统两种描述方法：,1.宏观量,从整体上描述系统状态量，,普通能够直接测量,。如,M、V、E,、,P、T,等,2.微观量,描述系统内微观粒子运动状态物理量。如分子质量,m,、直径,d,、速度,v,、
3、动量,p,、能量,等。,不能被我们感官直接观察到，也不能直接测量。,5/18,微观量与宏观量有一定内在联络,。,比如:,气体压强是大量分子撞击器壁平均效果，它与大量分子对器壁冲力平均值相关。,宏观量总是对应微观量统计平均值,6/18,第一章 温度和气体动理论,1.2 理想气体压强公式,1.3 温度微观意义,1.4 能量均分定理,1.5 麦克斯韦速率分布率,1.6 气体分子平均自由程,1.1 平衡态和理想气体状态方程,7/18,在不受外界影响条件下，系统宏观性质不随时间改变状态，称为,平衡态,。,1.1 平衡态和理想气体状态方程,动态平衡：,平衡态下，组成系统大量分子仍在不停运动，只不过微观运动
4、总平均效果,不随时间改变。表现为系统宏观量不随时间改变。,平衡态是一个理想化模型，我们主要研究平衡态热学规律。,一、平衡态,8/18,1、温度,T,：,表示物体冷热程度物理量,二、状态参量：描述系统平衡态宏观参量,意义：互为热平衡物体必定存在一个相同特征-,温度,A,B,C,热平衡定律(热力学第零定律),二、体积,V（m,3,）,:,分子所能到达空间,三、压强,p (Pa):,单位面积上压力,热力学温标（K）,9/18,三、理想气体状态方程,：,气体试验定律,理想气体,1、玻意耳定律：一定质量气体，在温度T保持不变时，其压强P与体积V乘积是个常量。,PV=常量（m与T不变）,2、盖吕萨克定律
5、一定质量气体，在压强P保持不变时，其体积V与热力学温度T成正比。,V/T=常量（m与P不变）,3、查理定律：一定质量气体，在体积V保持不变时，其压强P与热力学温度T成正比。,P/T=常量（m与V不变）,10/18,试验表明：不论何种气体，在压强不太大，温度不太低时，都能很好恪守上述三条定律。,理想气体,：依据上述试验事实，我们把在任何情况下都能严格恪守上述试验定律气体称为理想气体,表示理想气体在任一平衡态下各宏观状态参量之间关系式,理想气体状态方程,11/18,标准状态：,T,0,=273.16K p,0,=1atm=1.013,10,5,Pa,一定质量理想气体，处于任一平衡态下,R-,-普
6、适气体恒量,V,m,0,=22.4,l,=22.410,-3,m,3,m,-质量,M-,-mol,质量,理想气体状态方程,12/18,系统内有,N,个分子,1mol任何气体分子中都有N,A,个分子,惯用形式,玻耳兹曼常数,各种实际气体，在通常压强和不太低温度情况下，都近似恪守这个状态方程，,13/18,分子数密度,玻耳兹曼常数,理想气体状态方程,14/18,1,),标况下，空气分子数密度,十亿亿亿,15/18,2)高真空,十亿,16/18,1,.,理气状态方程,2.不漏气系统各状态关系,讨论,17/18,3.,状态图：（,P-V,图）,通常还画,P-T、T-V、,图,P,V,P V,图上一个,点,代表一个,平衡态,一条,线,代表一个,准静态过程,18/18,
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