温度和气体动理论1

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1、1复习：刚体1：角动量定理转动物体所受合外力矩的冲量矩,等于在这段时间内转动物体角动量的增量。角动量也称动量矩。2：角动量守恒定律注意：刚体中的角动量和力矩都是指转轴方向上的分量，或者说相对于转轴的角动量和力矩。2例题：质量为m1,半径为r1的匀质圆轮A，以角速度ω绕通过其中心的光滑轴转动，若此时将其放在质量为m2,半径为r2的另一匀质圆轮B上，轮B原为静止，但可绕通过其中心的水平光滑轴转动。放置后A轮的重量由B轮支持，水平横杆质量不计。设两轮间摩擦系数为。A，B轮对各自转轴的转动惯量分别为0.5m1R12和0.5m2r22。证明：A轮放在B轮上到两

2、轮间没有相对滑动为止，经过的时间t为：AB特点：没有共同的转轴！解：定义向里为正分析受力和运动ABm1gNO1AfBO2N’f’A:B:连接条件：4大学基础物理学第二篇热学5第9章温度和气体动理论第10章热力学第一定律第11章热力学第二定律6热学研究的是自然界中物质与冷热有关的性质及这些性质变化的规律。大量分子（原子）的无规则运动导致了物质冷热现象的产生。即热学研究的是物质的分子（原子）热运动。一、热学的研究对象:热现象:物质受温度影响，其物理性质发生变化的现象统称热现象。例如：物体的热胀冷缩；固、液、气三态的相互转变；软钢淬火变硬；硬钢退火变软等

3、。上述现象是宏观现象。从微观来看，热现象就是系统大量分子、原子热运动的集体表现。热学概述7两者虽然都是研究物质热现象和热运动规律的学科，但方法不同，二者相辅相成缺一不可。气体动理论着重阐明热现象的微观本质，针对所研究的大量微观粒子的运动运用统计的方法进行概率性的描述。热力学着重阐明热现象的宏观规律，它是以大量实验事实为基础,从能量的观点出发,分析研究热功转换的关系和条件,以及消耗能量作功等一系列技术问题。二、气体动理论和热力学的研究方法:热运动：宏观物体内大量微观粒子一种永不停息的无规则运动。8第9章温度和气体动理论§9.1平衡态§9.2温度的概念§9

4、.3理想气体温标§9.4理想气体状态方程§9.5气体分子的无规则运动§9.6理想气体的压强§9.7温度的微观意义§9.8能量均分定理§9.9麦克斯韦速率分布律§9.10麦克斯韦速率分布律的实验验证§9.11玻尔兹曼分布律*§9.12实际气体等温线*§9.13范德瓦耳斯方程*§9.14非平衡态输运过程*9基本概念：系统、外界、宏观、微观、平衡状态、温度状态方程：理想气体状态方程§9.1平衡态1.系统与外界热力学系统（系统）：热学中的研究对象。外界：系统以外的物体。2.宏观描述宏观描述：对系统的状态从整体上加以描述。宏观量：宏观描述系统状态和属性的物理量。

5、宏观量可以直接用仪器测量，而且通常能够被人的感官所察觉。如体积V、温度T、压强P、化学组成等。注意气体第9章温度和气体动理论10微观粒子：分子和原子的统称。线度大约是10-9~10-10米。微观描述：通过对微观粒子运动状态的说明而对系统状态的描述。微观量：描述一个微观粒子运动状态的物理量。如分子质量、速度、位置等3.微观描述4.宏观描述和微观描述的关系描述同一物理现象的两种方法宏观现象是它所包含的大量微观粒子运动的集体表现，因此宏观量总是一些微观量的统计平均值微观量不能被我们的感官直接观察到，一般也不能直接测量。注意115.平衡态：在不受外界影响的条件

6、下，一个系统的宏观性质不随时间改变的状态。发现系统的各宏观参量之间的关系-宏观热力学规律求微观量的统计平均值，了解宏观规律的本质1.从微观角度来看系统处于动态平衡。2.系统的平衡态可以用不多的几个宏观状态量来描述，宏观状态参量满足一定的关系。注意：热学123.平衡态是一个理想的概念，是在一条件下对实际情况的概括和抽象。许多实际状态可以当作平衡态处理，可以得到与实际情况基本相符的结论。理想气体状态方程：13§9.2温度的概念AB隔能板AB导能板1.热平衡：两个(或多个)系统仅由于接触时交换能量而共同达到的一种平衡态。14二、温度：温度就是描述多个系统（或

7、者一个系统的各个部分）处于热平衡时所用的一个宏观状态参量。处于热平衡的多个系统具有相同的温度，具有相同温度的几个系统放在一起，它们一定处于热平衡状态。二、热力学第零定律：如果系统A和系统B分别与系统C的同一状态处于热平衡，那么当A和B接触时，它们也必定处于热平衡。C导能板AB隔能板温度的测量就是根据热力学第零定律和温度的概念进行的。15§9.3理想气体温标一、温标：温度的数值表示方法。二、玻意耳定律：一定质量的气体在一定的温度下，其压强P和体积V的乘积是个常量。注意：气体压强越小时此定律符合得越好。PV=常量(温度不变)三、理想气体在各种压强下都严格遵

8、守玻意耳定律的气体。注意：它是各种气体在压强趋于零时的极限情况，是一种理想模型。16理想气体—