成都理工大学：《大学物理》课程教学资源（PPT课件）第六章 热力学基础（6.1）气体的物态参量平衡态理想气体的物态方程

6-1气体的物庵参量平衡奄理翘气体的 物态方程 研究对象: 热现象:与温度有关的物理性质的变化。 热运动:构成宏观物体的大量微观粒子的永不休止的 无规运动 研究对象特征 单个分子一无序、具有偶然性、遵循力学规律. 整体(大量分子)一服从统计规律

6-1 气体的物态参量 平衡态 理想气体的 物态方程 研究对象： 热现象 : 与温度有关的物理性质的变化。 热运动 : 构成宏观物体的大量微观粒子的永不休止的 无规运动 . 研究对象特征 单个分子 — 无序、具有偶然性、遵循力学规律. 整体（大量分子）— 服从统计规律

微观量:描述个别分子运动状态的物理量(不可直接 测量),如分子的m,⑦等。 宏观量:表示大量分子集体特征的物理量(可直接测 量),如p,V,T等。 微观量统计平均 宏观量 研究方法 实验经验总结,给出宏观物体热现象的规律, 从能量观点出发,分析研究物态变化过程中热功转 换的关系和条件

微观量：描述个别分子运动状态的物理量（不可直接 测量），如分子的 等。 宏观量：表示大量分子集体特征的物理量（可直接测 量）, 如 等。 微观量 统计平均 宏观量 研究方法 实验经验总结， 给出宏观物体热现象的规律， 从能量观点出发，分析研究物态变化过程中热功转 换的关系和条件 . v  m, p,V,T

气体的物态参量及其单位(宏观量) 1气体压强P:作用于容器壁上 单位面积的正压力(力学描述) p,V,T 单位:1Pa=1N 标准大气压:45纬度海平面处,OC时的大气压 1atm=1.013×103Pa 2体积V:气体所能达到的最大空间(几何 描述) 单位:1m3=103L=103dm3 3温度T:气体冷热程度的量度(热学描述) 单位:温标K(开尔文).T=273.15+t

一 气体的物态参量及其单位（宏观量） 1 气体压强 ：作用于容器壁上 单位面积的正压力（力学描述）. p 单位： 2 1Pa 1N m    1atm 1.013 10 Pa 5   标准大气压： 纬度海平面处, 时的大气压.  45 0 C  2 体积 : 气体所能达到的最大空间（几何 描述）. 3 3 3 3 1m  10 L  10 dm V 单位： p,V,T 3 温度T : 气体冷热程度的量度（热学描述）. 单位：温标 K（开尔文）. T  273.15  t

平衡态 定量的气体,在不受外界的影响下,经过 定的时间,系统达到一个稳定的,宏观性质不随时 间变化的状态称为平衡态。(理想状态) 确定平衡态的宏观性质的量称为状态参量。 常用的状态参量有四类: 几何参量(如:气体体积) 力学参量(如:气体压强) 化学参量(如:混合气体各化学组分的质量和摩 尔数等) 电磁参量(如:电场和磁场强度,电极化和磁化 强度等)

二 平衡态 一定量的气体，在不受外界的影响下, 经过一 定的时间, 系统达到一个稳定的, 宏观性质不随时 间变化的状态称为平衡态 。（理想状态） 确定平衡态的宏观性质的量称为状态参量。 常用的状态参量有四类： 几何参量（如：气体体积） 力学参量（如：气体压强） 化学参量（如：混合气体各化学组分的质量和摩 尔数等） 电磁参量（如：电场和磁场强度，电极化和磁化 强度等）

注意:如果在所研究的问题中既不涉及电磁性质又 无须考虑与化学成分有关的性质,系统中又不发生 化学反应,则不必引入电磁参量和化学参量。此时 需体积和压强就可确定系统的平衡态,我们称这 种系统为简单系统(或pV系统)。 真空膨胀 VT (p, v,T) °(p,V,T) p, , T

注意： 如果在所研究的问题中既不涉及电磁性质又 无须考虑与化学成分有关的性质，系统中又不发生 化学反应，则不必引入电磁参量和化学参量。此时 只需体积和压强就可确定系统的平衡态，我们称这 种系统为简单系统（或pv系统）。 p,V,T p ,V ,T ' ' 真 空 膨 胀 p o V ( p,V ,T ) ( , , ) ' ' p V T

平衡态的特点 (P, V,T) 1)单一性(P,处处相等); 2)物态的稳定性—与时间无关; 3)自发过程的终点; 4)热动平衡(有别于力平衡)

平衡态的特点 ( p,V ,T ) p V *( p,V ,T ) o 1）单一性（ 处处相等）; 2）物态的稳定性—— 与时间无关； 3）自发过程的终点； 4）热动平衡（有别于力平衡）. p,T

理想气体物态方程 理想气体宏观定义:遵守三个实验定律的气体 物态方程:理想气体平衡态宏观参量间的函数 关系 对一定质量PV=P2V2 的同种气体 理想气体 物态方程mRT M 摩尔气体常量R=831Jmol1.Kl

三 理想气体物态方程 理想气体宏观定义：遵守三个实验定律的气体 . 物态方程：理想气体平衡态宏观参量间的函数 关系 . 2 2 2 1 1 1 T p V T p V  对一定质量 的同种气体 RT M m pV  理想气体 物态方程 1 1 8.31J mol K   摩尔气体常量 R   