热学 第一章总结及习题课

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1、第一章导论沈阳大学教案课程名称:《热学》编写时间:2013年8月授课章节第一章总结及习题课目的要求总结第一章基本概念和基本规律重点难点思考题和习题练习一、基本概念1、宏观量与微观量宏观量：表征大量分子集体性质的物理量（如P、V、T、C等）。微观量：表征个别分子状况的物理量（如分子的大小、质量、速度等）。2、热力学过程、平衡态与平衡过程热力学过程：是系统状态经过一系列变化到另一状态的经历。平衡态：是热力学系统在不受外界影响的条件下，宏观热力学性质不随时间变化的状态，是一种热动平衡，起因于物质分子的热运动。平衡过程：热力学过程中的每一中间状态都是平衡态的热力学过程。3、物质的微观模型物

2、质由大数分子所组成；分子处于不停的热运动中；分子间存在吸引力与排斥力。4、理想气体微观模型分子本身的线度比起分子之间的距离小得多而可忽略不计；除碰撞的瞬间外，分子间互作用力可忽略不计；处于平衡态的理想气体，分子之间及分子与器壁间的碰撞是完全弹性的。5、温度宏观上，互为热平衡的物体所具有的共同特征。微观上，温度是平衡态系统的微观粒子热运动程度强弱的量度。分子平均平动动能与温度的关系温标：温度的数值表示法。6、理想气体压强大数分子碰撞在单位面积器壁上的平均冲击力第13-14学时第4页第一章导论二、基本规律1、理想气体状态方程理想气体在任一平衡态下，各状态参量之间的函数关系:2、气体压强

3、与温度的关系3、范德瓦尔斯方程在理想气体方程基础上修正：分子固有体积修正分子吸引力修正。气体质量为m的气体讨论题：【1．4】人坐在橡皮艇里，艇浸入水中一定深度。到夜晚温度降低了，但大气压强不变，问艇浸入水中深度将怎样变化？答：问题的关键是橡皮艇是有弹性的。由于橡皮的弹性使艇的线度可变,　从而维持橡皮艇内气体的压强始终和大气压强相等。由可知,　在不变时与成正比。夜晚时由于温度降低而减小。橡皮艇水平截面积缩小，而浮力不变,　故吃水深度增加。当然一般橡皮艇内气体的压强要比大气压强大一些，情况更复杂。【1．12】腌菜时，发现腌莱缸出现了水，菜变咸。这是什么现象？答：这是渗透作用的结果。组成

4、盐的离子透过菜的外表皮　(这是一种半透膜　)　从菜的外面渗透到菜的内部；同时组成水的离子又从菜的里面渗透到菜的外面，这时菜变咸,　腌莱缸里出现了水。第13-14学时第4页第一章导论【1．19】一辆高速运动卡车突然刹车停下，试问卡车上的氧气瓶静止下来后，瓶中氧气的压强和温度将如何变化?　　答：温度应该上升。因为高速运动的氧气瓶中的分子是在杂乱无章运动的基础上附加上x方向定向运动速度。氧气瓶静止下来后，气体分子与氧气瓶发生碰撞，高速的x方向定向运动动能通过分子之间的频繁碰撞逐步平均分配到y、z方向的热运动动能上去，所以温度上升。【1．20】加速器中粒子的温度是否随粒子速度增加而升高的？

5、答：粒子的平均动能增加，但粒子温度不变。分子（或粒子）系统的温度是处于平衡态的群体的杂乱无章运动的平均动能大小的度量。　加速器只能加速粒子的定向运动动能,不能增加热运动动能,　所以在加速过程中粒子的温度是不变的。习题：【1．6．3】解：温度上升，器壁原来吸附的分子有足够大的能量克服引力而释放，真空系统压强相应增加。设烘烤前后压强、温度分别为【1．6．7】解：【1．6．13】解：视正方形槽为二维系统，边长为，某球速度为（1）单位时间与单位长度边碰球数第13-14学时第4页第一章导论（2）按气体分子运动论的观点，小球碰撞可视为微观运动的模拟=注意：（a）其中单位面积（体积模拟）小球数（

6、b）──依题意∴……（3）∴补充习题：【1】定体气体温度计的测温气泡放入水的三相点管的槽内时，气体的压强为，（1）用此温度计测量373.15K温度时，气体的压强是多大？（2）当气体的压强为时，待测温度是多少？解：（1）（2）注意：水的三相点冰点【2】一氢气球在200C充气后，压强为1.2atm，半径为1.5m。到夜晚时，温度降为100C，气球半径缩小为1.4m，氢气压强减小为1.1atm。求已经漏出的氢气？解：【3】星际空间氢云内的氢原子数密度可达1010/m3,温度可达104K。求云内的压强。解：第13-14学时第4页