大学物理复习纲要〔热〕

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1、气体分子运动论内容提要一、微观模型1、物质〔1〕宏观物体是由大量分子组成的，分子之间存在间隙；〔2〕分子都在不停地作无规则的运动，运动的剧烈程度与物体的温度有关；〔3〕分子之间有相互作用力。2、理想气体〔1〕分子本身的大小与它们之间的距离相比可以忽略不计；〔2〕除碰撞外，分子之间的相互作用力可以忽略不计。〔3〕分子之间，分子与器壁之间的碰撞是完全弹性碰撞。二、气体运动的统计规律1、麦克斯韦速率分布律〔1〕速率分布函数表示在速率附近，单位速率间隔内的分子数占总分子数的百分比。对一个分子而言表示其速率出现在附近单位速率区间内的概率。表示速率在区间内的分子数占总分子数的百分比，对一个分

2、子而言表示其速率出现在区间内的概率。〔2〕麦克斯韦速率分布律理想气体处于温度为的平衡态时，其速率分布函数为：式中为分子的质量，为玻耳兹曼常数。〔3〕三种速率最概然速率—速率分布函数取最大值所对应的速率：其中，即摩尔质量；平均速率—气体分子速率的统计平均值方均根速率2、温度的统计意义上式说明温度是气体平均平动动能的量度。三、能量均分定理1、自由度确定一个力学体系的位置所需要的独立坐标的数目。分子的自由度：单原子分子，刚性双原子分子，刚性多原子分子。2、能量均分定理处于平衡态的理想气体，分子的动能对于每一个自由度的平均值等于，分子内部原子的每一个振动自由度对应的平均势能也是。四、理想

3、气体1、理想气体宏观模型严格遵守气体的三个实验定律的气体：玻意耳－马略特定律；盖－吕萨克定律；查理定律，并且的气体，式中的为摄氏度。2、理想气体状态方程3、理想气体的内能１摩尔理想气体的内能为式中：为平动自由度，为转动自由度，为振动自由度，。常温下气体分子的振动自由度可以不考虑，即视气体分子为刚性分子。此时分子的自由度为，所以理想气体的内能可以表示为：理想气体内能变化与的关系：，通常的温度变化范围内，不随温度变化，则：，取时的内能为零，则：对于理想气体，内能是温度的单值函数（理想气体的另一个定义），即：所以理想气体的摩尔热容为：迈耶公式比热比基本要求1、掌握理想气体状态方程，理解

4、平衡态、状态参量等概念；2、掌握理想气体压强公式和温度公式，并了解从提出模型进行统计平均、建立宏观量与微观量的联系、到阐明宏观量的微观本质的研究方法；3、理解自由度的概念，掌握能量按自由度均分原理，并由它导出理想气体的内能公式；4、理解麦克斯韦速率分布律，和速率分布函数的意义；5、根据的特点，会画曲线，及三种特征速率的计算；热力学基础内容提要一、温度.1、热力学系统由大量的微观粒子组成的宏观系统，简称系统。系统以外的物体称为外界。2、平衡态在不受外界影响的情况下一个系统的各种宏观量不随时间改变的状态。3、温度一切互为平衡的系统的温度相等，温度是描述（热）平衡状态的物理量。4、热力

5、学第零定律如果系统和系统分别都与系统的同一状态处于热平衡，那末当和接触时，他们也必处于热平衡。此定律所概括的实验事实是引入温度概念的基础。二、热力学第一定律1、准静态过程过程中进行的每一时刻，系统的状态都无限接近于平衡态。2、准静态过程中系统对外做的功功是“过程量”。3、热量系统与外界之间，或两个物体之间由于温度不同而交换的热运动能量。也是“过程量”。4、热力学第一定律式中是系统内能的增量。5、系统的内能使系统从某一平衡态（１）经历一绝热过程变化到标准态（０）所做的功，定义为该系统处于状态（１）时的内能。标准态（０）下系统的内能等于零。内能是“状态量”，是物体分子的无规则运动能量

6、的总和。6、摩尔热容量１摩尔（mol）物质的热容量，即：式中为物体的摩尔数。摩尔定压热容：摩尔定容热容：三、理想气体的几个典型过程1、等容过程系统容积保持不变。对外界不做功吸收的热量等于其内能的增量。即：2、等压过程系统压强保持不变。吸收的热量一部分用来对外做功，另一部分增加其内能。即：3、等温过程系统的温度保持不变。在此过程中理想气体的内能保持不变（因为理想气体的内能只是温度的函数），吸收的热量全部用来对外做功。即：4、绝热过程系统与外界无热量交换。对外界做的功等于其内能的减少量。即：绝热过程中各参量的变化关系为：四、循环过程与热工机械1、循环过程系统从某一状态出发，经历一系列

7、变化过程后回到原状态。因其内能不变则对外作的功等于从外界吸收的净热量，即：式中表示在循环过剩中从高温热源吸收的热量，表示在此循环过程中向低温热源放出的热量。2、热机效率系统作正循环（也叫热循环）。一个循环中系统对外所做的功与从高温热源吸收的热量之比，称为热机效率，即：3、制冷系数系统作逆循环。一个循环中系统从低温热源吸收的热量与外界对系统做的功之比，即：4、热泵工作系数系统作逆循环。一个循环中系统向高温热源放出的热量与外界对系统做的功之比，即：5、卡诺循环〔1〕、卡诺循环两个等温