物理热学课程总结

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1、热学课程小结重点内容计算机及信息工程学院通信三班0706020327彭鹏一.主要内容：I，热力学基础①，热力学的基本概念1，热力学系统2，平衡态准静态过程3，理想气体状态方程②，热力学第一定律1，改变系统内能的两种途径热功当量2，热力学第一定律的数学描述3，准静态过程中热量、功和内能③，热力学第一定律的应用1，热力学的等值过程2，绝热过程、多方过程④，循环过程1，循环过程2，热机和制冷机3，卡诺循环及其效率⑤，热力学第二定律1，热力学过程的方向性2，热力学第二定律3，卡诺定理II，气体动理论①，气体动理论的基本概念1，分子动理论的基本观点2，分子热运动与统计规律3，

2、理想气体的微观模型②，理想气体状态方程地微观解释1，理想气体压强的统计定义2，温度的微观意义3，理想气体状态方程地微观解释*4，真是气体的范德瓦尔斯方程③，能量按自由度均分原理1，自由度2，能量按自由度均分原理3，理想气体的内能摩尔热容④，麦克斯韦速率分布1，麦克斯韦速率分布函数2，麦克斯韦速率分布的测定3，三个统计速率⑤，玻耳兹曼能量分布1，重力场中分子数密度分布2，玻耳兹曼能量分布3，大气垂直温度梯度⑥，气体分子的平均自由程和碰撞频率1，分子的平均碰撞频率2，平均自由程⑦，气体的输运现象1，粘滞现象2，热传导方向3，扩散方向⑧，熵与热力学第二定律1，热力学第二定

3、律的统计意义2，熵与热力学概率3，克劳修斯熵熵增加原理二，主要内容及原点1、温度的概念与有关定义 P===nkT.而，可得。温度标志着气体内部分子无规则的剧烈程度，乃是气体分子平均动能大小的量度。热力学第零定律，表述为：如果两个热力学系统的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡，则这两个系统彼此也必处于热平衡。也就是：处在同一热平衡状态的所有热力学系统都具有一个共同的宏观特征，这一特征可以由这些系统的状态参量来描述，这个状态参量被定义为温度。因此温度是表征系统热平衡时宏观状态的物理量。2、理想气体的微观模型与大量气体的统计模型。速度分布的特征。(1).理想气体的微观模

4、型：1.气体分子的大小与气体分子之间的平均距离相比要小得多，因此可以忽略不计，可将理想气体分子看作质点；2.除分子之间的瞬间碰撞以外，可以忽略分子之间的相互作用力，因此分子在相继两次碰撞之间作匀速直线运动；3.分子间的相互碰撞以及分子与器壁的碰撞可以看作完全弹性碰撞。(2)大量气体的统计模型:平衡态时分子按位置的分布是均匀的，即分子数密度到处一样，不考虑重力影响；分子各方向运动概率均等(3)速度分布的特征：只与温度有关，对于速率区间v~v+的小长方形的面积在数值上等于在该速率区间内的分子数占总分字数的比率。分布曲线图中一较大面积在数值上等于表示在平衡下，理想气体分子

5、速率在v~v区间的分子数占总分子数的比率；分子函数的归一化条件：；速率分布函数曲线从原点出发，经过一个极大值后随速率的增加而渐近于零，这表示在某一温度下分子速率可取自0到的一切数值，但速率很小和速率很大的分子出现的概率非常的小，而具有中等速率的分子出现的概率较大。3、理想气体状态方程与应用令R=PV/T,则有微观推导：，将温度公式：代入，得4、理想气体的压强与公式推导的思路第i个分子在单位时间内给器壁的冲量为Ii，则所有粒子在单位时间内给器壁的冲量为时刻t器壁受到的冲力，，设边长分别为x、y及z的长方体中有N个全同的质量为m的气体分子，计算壁面所受压强：.单个分子遵

6、循力学规律，x方向动量变化，分子施于器壁的冲量，两次碰撞间隔时间。单位时间碰撞次数。单个分子单位时间施于器壁的冲量。单个分子单位时间施于器壁的冲量(平均冲力)大量分子总冲量，单位时间N个粒子对器壁总冲量器壁所受平均冲力统计假设分子平均平动动能所以5、速率分布函数的定义与应用。三个统计速率与应用。式中的f(v)称为速率分布函数应用麦克斯韦速率分布函数可以求出气体分子运动的平均速率、方均根速率和最概然速率。（1）平均速率（2）方均根速率所以（1）最概然速率所以6、真实气体的状态方程修正的两个因素。气体液化的规律**两个因素：体积修正：压强修正：实际气体的等温线可以分成四

7、个区域:汽态区(能液化)，汽液共存区，液态区，气态区(不能液化)。饱和蒸汽压（汽液共存时的压强）与体积无关临界点：临界等温线汽液共存线收缩为一拐点。气体液化的规律：临界点以下气体可等温压缩液化，临界点以上气体不能等温压缩液化7、能量均分定理与理想气体内能计算。（1）能量均分定理：在温度为T的平衡态下，物质分子的每个自由度都具有相同的平均动能，其值为，如果气体分子有i个自由度，则分子的平均动能可表示为。（2）理想气体内能计算：1mol理想气体的内能所以质量为m,摩尔质量为M的理想气体内能为8、热力学第一定律与应用（拓展：能量守恒定律发现的物理学史）对于任何宏观系统