大学物理课件平衡态讲解

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1、一、平衡态热力学系统（热力学研究的对象）：大量微观粒子（分子、原子等）组成的宏观物体。外界：热力学系统以外的物体。系统分类（按系统与外界交换特点）：孤立系统：与外界既无能量又无物质交换封闭系统：与外界只有能量交换而无物质交换开放系统：与外界既有能量交换又有物质交换对热力学系统的描述：1.宏观量——状态参量平衡态下描述宏观属性的相互独立的物理量。如压强p、体积V、温度T等。2.微观量描述系统内个别微观粒子特征的物理量。如分子的质量、直径、速度、动量、能量等。微观量与宏观量有一定的内在联系。系统分类（按系统所处状态）：平衡态系统非平衡态系统热平衡态:在无外界的影响下，不论系统初始状态如何，

2、经过足够长的时间后，系统的宏观性质不随时间改变的稳定状态。平衡条件:(1)系统与外界在宏观上无能量和物质的交换，(2)系统的宏观性质不随时间改变。非平衡态:不具备两个平衡条件之一的系统。箱子假想分成两相同体积的部分，达到平衡时，两侧粒子有的穿越界线，但两侧粒子数相同。例如：粒子数说明：平衡态是一种理想状态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。平衡态是一种热动平衡准静态过程AB在变化的每一瞬间，系统都处于平衡态，这种过程就称为准静态过程。*理想气体物态方程理想气体物态方程玻意尓定律盖吕萨克定律查理定律阿伏伽德罗定律气体分子热

3、运动1.分子具有一定的质量和体积2.分子处于永不停息的热运动中3.分子之间以及分子与器壁之间进行着频繁碰撞4.分子力分子力对于由大量分子组成的热力学系统从微观上加以研究时，必须用统计的方法..................................................................................小球在伽尔顿板中的分布规律.统计规律的特性两种物理意义分子速率分布图：分子总数为速率在区间的分子数.表示速率在区间的分子数占总数的百分比.一麦克斯韦气体速率分布定律分布函数表示速率在区间的分子数占总分子数的百分比.归一化条件表示在温度为的平

4、衡状态下，速率在附近单位速率区间的分子数占总数的百分比.物理意义速率位于内分子数速率位于区间的分子数速率位于区间的分子数占总数的百分比麦氏分布函数反映理想气体在热动平衡条件下，各速率区间分子数占总分子数的百分比的规律.二三种统计速率1）最概然速率根据分布函数求得气体在一定温度下分布在最概然速率附近单位速率间隔内的相对分子数最多.物理意义2）平均速率3）方均根速率同一温度下不同气体的速率分布N2分子在不同温度下的速率分布讨论麦克斯韦速率分布中最概然速率的概念下面哪种表述正确？（A）是气体分子中大部分分子所具有的速率.（B）是速率最大的速度值.（C）是麦克斯韦速率分布函数的最大值.（D）速

5、率大小与最概然速率相近的气体分子的比率最大.例计算在时，氢气和氧气分子的方均根速率.氢气分子氧气分子解对于由大量分子组成的热力学系统从微观上加以研究时，必须用统计的方法..................................................................................小球在伽尔顿板中的分布规律.统计规律当小球数N足够大时小球的分布具有统计规律.设为第格中的粒子数.概率粒子在第格中出现的可能性大小.归一化条件...................................................粒子总数