《引言及第一章温度》ppt课件

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1、§0-1热学的研究对象、任务、应用热学的任务：研究物质的热运动以及热运动与其它运动形式之间相互转化所遵循的规律这种随物质冷暖变化而引起物质的物理性质发生变化的现象——热现象或者讲，研究有关物质的热运动以及与热联系的各种规律热学引言1研究的对象：大量微观粒子所组成的宏观客体——热力学系统应用：测温热工学和低温技术化学、化工冶金工业在现代科学技术中2§0-2热力学系统的宏观描述和微观描述研究方法宏观理论（热力学）微观理论（统计物理学）在大量实验的基础上总结出热力学基本定律从气体的微观结构出发，应用力学规

2、律借助统计的方法研究热力学规律优点：简便、可靠、普适缺点：不能解释热现象的本质优点：能解释热现象的本质缺点：数学上的困难3§0-3热学发展简史第一时期——热学的早期史，开始于17世纪末，直到19世纪中叶，这时期，积累了大量的实验和观察的事实，关于热的本性展开了研究和讨论，为热力学理论的建立作了准备。第二时期——19世纪中叶到19世纪70年代末，热功相当原理奠定了热力学第一定律的基础，和卡诺理论结合导致了热力学第二定律的形成，与微粒说结合导致了分子运动论的建立。但热力学与分子运动论的发展彼此隔绝的。第

3、三时期——19世纪70年代末到20世纪初，热力学与分子运动论的结合导致了统计物理学的产生。第四时期——起于20世纪30年代，出现了量子统计物理学和非平衡态理论。形成了现代理论物理学最重要的一个部门。4内容安排1热力学基础2统计物理学初步知识3物性学方面的知识热力学平衡态温度第一章5学时热力学第一定律第二章6学时热力学第二定律第三章5学时气体动理论第四章8学时非平衡过程第五章4学时非理想气体固体和液体第六章7学时相变第七章6学时5第一章热力学平衡态温度§1-1热力学平衡态状态参量一热力学系统的平衡态热

4、力学系统孤立系统封闭系统开放系统孤立系统各部分宏观性质不随时间变化的状态-------平衡态，否则为非平衡态（无能量、无物质交换）（有能量、无物质交换）（有能量、有物质交换）例6系统呈现平衡态的条件：（一）满足热平衡条件系统内部处处温度相等（二）满足力学平衡条件系统内部各部分，系统与外界之间达到力学平衡无外场时，压强处处相同（三）满足化学平衡条件无外场时，系统各部分化学组成处处相同1条件：孤立系统2热动平衡3理想状态例7二状态参量（物态参量）对一定质量，一定种类的化学纯的气体系统，需两个参量描述1体

5、积V——从几何角度来描述的2压强p——从力学的角度来描述的3温度T——从热学的角度来描述的对混合气体：化学参量摩尔数质量M若系统在外场中，电磁参量8§1-2温度和温度计一热力学第零定律1.热平衡不动绝热壁A气体B气体A气体B气体导热壁两个系统处于热平衡动92.热力学第零定律绝热壁导热壁A、B、C达到热平衡A、B的状态不变10在不受外界影响下，只要A和B同时与C处于热平衡，即使A和B没有热接触，它们仍处于热平衡——热平衡定律Fowler于1939年提出的，称为热力学第零定律3.温度的概念一切互为热平衡

6、的系统都具有相同的温度11温度数值表示法——温标1.经验温标EmpiricalTemperatureScale利用某一测温物质的某一测温属性建立的温标例]p=C，气体或液体的体积随T↑→V↑V=C，气体或液体的压强随T↑→p↑金属丝的电阻随T↑→R↑光强的亮度随温度T↑→亮度↑——经验温标二温度计和温标12建立一种经验温标要包含三个要素：（1）选择某种测温物质，确定它的测温属性（2）对测温属性随温度的变化关系作出规定（3）选定标准温度点并规定其数值设：测温参量被测系统与温度计（测温质）热平衡时的温度

7、值令：可得：待定常数13常用的几种：1选定水的冰点和沸点为标准点，规定1atm下0℃和100℃2选定水的冰点和沸点为标准点，规定1atm下32℉和212℉3选定水的三相点为标准点，温度值选为273.16K——摄氏温标Celsiusscale——华氏温标Fahrenheitscale——开尔文温标（热力学温标）与为线性关系：设：冰点时，温度测温参量沸点时，温度测温参量热力学温标：142.理想气体温标(1).气体温度计GasThermometer一定质量的气体，p不变，定压气体温度计V不变，定体气体温度

8、计(2).理想气体温标PerfectGasTemperatureScale规定：标准的温度点选用水的三相点，温度值273.16K对定体气体温度计:该气体在水的三相点时的压强值15实验:实验结果说明:1实际气体不是理想的3若用定压气体温度计.可得2随减小,测得的差别也愈来愈小,不同气体都有同样结果用定体气体温度计测量水的汽点(沸点)的温度16结论:(体积V不变)(压强p不变)无论何种气体，无论是定体还是定压所建立的温标，在气体压强趋于零时,都趋于一共同的极限值,这个极限