第7章分子动理论、8章热力学82185

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1、1大学物理学(Ⅱ)物理电子学院朱钦圣2注意事项1.成绩构成：平时20%,期中20%，期末60%2.习题册每本8元，第二周三9:00—17：00在文印中心（三楼）以班为单位购买。3.从第三周最后一次课开始交作业，每次交两个练习。无特别通知则每周如此。4.从第三周开始答疑。具体时间，地点待定。5.半期考试10周左右3热学篇热是人类最早发现的一种自然力，是地球上一切生命的源泉。—恩格斯41、对温度的研究1593年，伽利略，空气温度计的雏形。1702年，阿蒙顿，空气温度计。1724年，华伦海特，华氏温标，水银温

2、度计。1742年，摄尔修斯、施勒默尔，摄氏温标。1854年，开尔文提出开氏温标，得到世界公认。2、热机的发展1695年，巴本，第一台蒸汽机。1705年，钮科门和科里，新蒸汽机。1769年，瓦特，改进了钮科门机，导致了欧洲的工业革命。热机被应用于纺织，轮船，火车等。53、量热学和热传导理论的建立温度、热量、热容量、潜热4、热本性说的争论热是一种物质，即热质说（伊壁鸠鲁、付里叶、卡诺）。热是物体粒子的内部运动（笛卡尔、胡克、罗蒙诺索夫，伦福德）。5、热力学第一定律（迈尔、焦耳、亥姆霍兹）6、热力学第二定律（

3、克劳修斯、开尔文、玻尔兹曼）7、热力学第三定律（能斯特、普朗克）68、分子运动论早期的分子运动论。克劳修斯，理想气体分子模型和压强公式，平均自由程。麦克斯韦，麦克斯韦分子速率分布律。玻尔兹曼，玻尔兹曼分布律。吉布斯，统计力学。7分子物理学是从物质的微观结构出发,应用统计的方法,研究微观态和宏观态的联系,揭示宏观量的微观本质。热力学是从能量守恒和转化的角度来研究热运动规律的,不涉及物质的微观结构。它根据由观察和实验所总结出的基本规律(主要是热力学第一定律、第二定律等),用逻辑推理的方法,研究物体的宏观性

4、质及宏观过程进行的方向和限度等。热学是研究热现象的规律及其应用的学科,它包括分子物理学和热力学两个方面。8描述方法热学分类研究方法研究对象的特征特点宏观热力学由观察和实验总结出热力学定律宏观量（p、V、T）更具有可靠性和普遍性微观统计物理运用统计的方法，把物体的宏观性质作为微观粒子热运动的统计平均值微观量（分子的m，v）揭示宏观现象的本质热力学统计物理9第7章（Fundamentalofstatisticalmechanics)统计物理初步热学(Thermodynamics)10§7-1热力学系统平衡

5、态宏观物体是由大量分子和原子组成的一个系统,这个系统就称为热力学系统。与外界完全隔绝(即与外界没有质量和能量交换)的系统,称为孤立系统。与外界没有质量交换和但有能量交换的系统,称为封闭系统。与外界既有质量交换又有能量交换的系统,称为开放系统。一.热力学系统二.理想气体严格遵守四条定律(玻意耳定律、盖-吕萨克定律、查理定律和阿伏伽德罗定律)的气体,称为理想气体。11在不受外界影响(孤立系统)的条件下，系统的宏观性质不随时间变化的状态,称为平衡态。平衡态不同于系统受恒定外界影响所达到的定态。平衡态仅指系

6、统的宏观性质不随时间变化,但微观上分子仍在不停地运动和变化。三.平衡态四.状态参量描述平衡态下系统宏观属性的一组独立宏观量状态参量。气体处于平衡态的标志是状态参量p、V、T处处相同且不随时间变化。12(7-1)单位:SI压强p:Pa帕斯卡(帕斯卡)。1atm=76cmHg=1.013×105Pa(atmosphere)体积V：m3;1l=10-3m3温度T：K(T=273+tC)M:气体质量(kg);Mmol:摩尔质量(kg.mol-1)。普适气体恒量:R=8.31(J.mol-1.K-1)一.理

7、想气体状态方程§7-2理想气体的微观模型、压强和温度的统计意义13玻耳兹曼常量k=R/No=1.38×10-23(J.K-1)R=8.31(J.mol-1.K-1)于是理想气体状态方程又可写为式中：n=N/V—单位体积的分子数密度。m分子质量,N气体分子数(7-1)或(7-2)14例题7-1估算在标准状态下，每立方厘米的空气中有多少个气体分子。解由公式：p=nkT，标准状态:p=1atm=1.013×105Pa,T=273K=2.7×1025(个/m3)=2.7×1019(个/cm3)15例题7-2

8、一氧气瓶的容积V=32l,瓶中氧气压强p1=130atm。规定瓶内氧气的压强降到p2=10atm时就得充气,以免混入其他气体而需洗瓶。一车间每天需用pd=1atm的氧气Vd=400l,问一瓶氧气能用几天?解抓住：分子个数的变化，用pV=NkT求解。使用后瓶中氧气的分子个数:(设使用中温度保持不变)每天用的氧气分子个数:能用天数：未使用前瓶中氧气的分子个数:16例题7-3一长金属管下断封闭,上端开口,置于压强为po的大气中。今在封闭端加热达T