河海大学：《大学物理》课程PPT教学课件（热学）第一章 温度、第二章 气体动理论（Kinetic theory of gases）

热学 学句N1(默 改编徐援

热学 改编徐援

第一章 温度 第二章 气体动理论 目录

热学(Heat) 热学是研究与热现象有关的规律的科学 热现象是物质中大量分子无规则运动的集体表现。 大量分子的无规则运动称为热运动 热学的研究方法: 1宏观法 最基本的实验规律→逻辑推理(运用数学)--称为热 力学。优点:可靠、普遍。缺点:未揭示徼观本质。 2微观法 物质的微观结构+统计方法 称为统计力学 其初级理论称为气体分子运动论(气体动理论) 优点:揭示了热现象的微观本质。缺点:可靠性、普 遍性差。 宏观法与微观法相辅相成

宏观法与微观法相辅相成。 热学（Heat） 热学是研究与热现象有关的规律的科学。 热现象是物质中大量分子无规则运动的集体表现。 大量分子的无规则运动称为热运动。 热学的研究方法： 1.宏观法 最基本的实验规律→逻辑推理(运用数学) ------称为热 力学。 优点：可靠、普遍。 缺点：未揭示微观本质。 2.微观法 物质的微观结构 + 统计方法 ------称为统计力学 其初级理论称为气体分子运动论(气体动理论) 优点：揭示了热现象的微观本质。 缺点：可靠性、普 遍性差

第一章温度 §1.1宏观和微观 热力学系统与外界 热力学研究的对象热力学系统 它包含极大量的分子、原子。以阿佛加德 罗常数NA=6×1023计。 热力学系统以外的物体称为外界。 例:若汽缸内气体为系统,其 它为外界

一 , 热力学系统与外界 • 热力学研究的对象----热力学系统. • 它包含极大量的分子、原子。 以阿佛加德 罗常数 NA =6×1023计。 • 热力学系统以外的物体称为外界。 §1.1 宏观和微观 例：若汽缸内气体为系统，其 它为外界 第一章 温度

二,宏观量与微观量 对热力学系统的两种描述方法: 1.宏观量 从整体上描述系统的状态量,一般可以直接测量。 如M、Ⅳ、E等-可以累加,称为广延量 P、T等--不可累加,称为强度量 2.微观量 描述系统内微观粒子的物理量。如分子的质量m、 直径d、速度ν、动量萨、能量ε等。 微观量与宏观量有一定的内在联系。 例如,气体的压强是大量分子撞击器壁的平均效果, 它与大量分子对器壁的冲力的平均值有关

二,宏观量与微观量 对热力学系统的两种描述方法： 1. 宏观量 从整体上描述系统的状态量，一般可以直接测量。 如 M、V、E 等----可以累加，称为广延量。 P、T 等----不可累加，称为强度量。 例如，气体的压强是大量分子撞击器壁的平均效果， 它与大量分子对器壁的冲力的平均值有关。 描述系统内微观粒子的物理量。 如分子的质量m、 直径 d 、速度 v、动量 p、能量  等。 微观量与宏观量有一定的内在联系。 2. 微观量

,平衡态状态参量 隔板|开始 扩散 终了 ●●。 ● ●@ 平衡态:处于不变外界条件下的热学系 统(系统与外界无质量和能量交换)经过很 长时间后达到一个确定的状态,在此状态下 系统的宏观状态不随时间改变,称此状态为 平衡态。平衡态在PV图上用一点来表示

平衡态：处于不变外界条件下的热学系 统（系统与外界无质量和能量交换）经过很 长时间后达到一个确定的状态，在此状态下 系统的宏观状态不随时间改变，称此状态为 平衡态。平衡态在PV 图上用一点来表示。 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 终了 . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 隔板 扩散 . . . .. .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 开始 三, 平衡态 状态参量

平衡态是一个理想化模型,我们主要研究平衡态 的热学规律。 说明两个概念 动态平衡 处在平衡态的大量分子仍在作热运动,而且因为碰撞, 每个分子的速度经常在变,但是系统的宏观量不随时 间改变。这称为动态平衡 箱子假想分成两相同体积部 分,达到平衡时,两侧粒子 有的穿越界线,但两侧粒子 数相同。粒子数是宏观量

平衡态是一个理想化模型，我们主要研究平衡态 的热学规律。 说明两个概念： 动态平衡 处在平衡态的大量分子仍在作热运动，而且因为碰撞， 每个分子的速度经常在变，但是系统的宏观量不随时 间改变。这称为动态平衡。 箱子假想分成两相同体积部 分，达到平衡时，两侧粒子 有的穿越界线，但两侧粒子 数相同。粒子数是宏观量

涨落 处在平衡态的系统的宏观量,如压强P,不随时间 改变,但不能保证任何时刻大量分子撞击器壁的情 况完全一样,这称为涨落现象,分子数越多,涨落 就越小。 上例中两侧粒子数不可能 严格相同,这里的偏差也 就是涨落。 布朗运动是可观测的涨落现象之一

•涨落 • 处在平衡态的系统的宏观量，如压强P，不随时间 改变，但不能保证任何时刻大量分子撞击器壁的情 况完全一样， 这称为涨落现象，分子数越多，涨落 就越小。 上例中两侧粒子数不可能 严格相同，这里的偏差也 就是涨落。 布朗运动是可观测的涨落现象之一

§12温度 A 绝热板 A 导热板 B B A、B两体系互 A、B两体系的平衡态有联系 不影响各自达 达到共同的热平衡状态(热平 到平衡态 衡),A、B两体系有共同的 宏观性质,称为系统的温度。 处于热平衡的多个系统具有相同的温度

§1.2 温度 A B A B 绝热板 导热板 A、B 两体系互 不影响各自达 到平衡态 A、B 两体系的平衡态有联系 达到共同的热平衡状态（热平 衡），A、B 两体系有共同的 宏观性质，称为系统的温度。 处于热平衡的多个系统具有相同的温度

§13理想气体温标 1、理想气体温标 用水银或酒精的热胀冷缩特性,温标不准确 PI= const.(温度不变)理想气体严格遵守波义耳 定律,可以给出理想气体温标 定义理想气体温标T,使 PVa T P 液相 水的相图, 固相 →临界点三相点只有一个 609Pa 气相 Pv T=273.16K 273.16K

§1.3 理想气体温标 用水银或酒精的热胀冷缩特性，温标不准确 定律，可以给出理想气体温标 PV=const.（温度不变） 理想气体严格遵守波义耳 定义理想气体温标 T，使 PV T T P 273.16 K 气相 液相 固相 临界点 609Pa 水的相图， 三相点只有一个 T K PV PV = 27316 3 3 . 1、理想气体温标