大学物理热力学ppt

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1、第九章热力学基础常见的一些现象：1.一壶水开了，水变成了水蒸气。2.温度降到0℃以下，液态的水变成了固体的冰块。3.气体被压缩，压强增强。4.物体被加热，物体的温度升高。热现象第四部分热学1．什么是热学宏观物体是由大量的微观粒子——分子、原子等组成的微观粒子的无规则的运动，称为热运动热学是研究热运动的规律及其对物质宏观性质的影响，以及与其他运动形态之间的转化的物理学分支2．热学的分类按照研究方法的不同，热学分为热力学——宏观理论统计物理学——微观理论热力学基础热力学是研究热现象的宏观理论——根据实验总结出来的热力学定律，用严密的逻辑推理的方法，研究宏

2、观物体的热力学性质。热力学不涉及物质的微观结构，它的主要理论基础是热力学的三条定律。本章的内容是热力学第一定律和热力学第二定律。§9-1热力学的基本概念在热力学中把要研究的宏观物体（气体、液体、固体）称为热力学系统简称系统。外界：系统以外与系统有着相互作用的环境孤立系统：与外界不发生任何能量和物质交换的热力学系统。封闭系统：与外界只有能量交换而没有物质交换的系统。一、热力学系统1、系统与外界2、气体的物态参量气体的宏观状态可以用V、P、T描述体积V——几何参量压强p——力学参量温度T——热力学参量3、说明气体的p、V、T是描述大量分子热运动集体特征的

3、物理量，是宏观量，而气体分子的质量、速度等是描述个别分子运动的物理量，是微观量。物态参量：描述热力学系统物态的物理量。描述气体的物态参量：压强、体积和温度二、p、V、T1、压强（p）垂直作用在单位容器壁面积上的气体压力。压强P是大量分子与容器壁相碰撞而产生的。p=F/S帕斯卡（1Pa=1N/m2）国际单位制单位：1标准大气压=1atm=1.01325×105（Pa）气体分子自由活动的空间。2、体积（V）米3（m3）国际单位制单位：温度是表征在热平衡物态下系统宏观性质的物理量。3、温度（T）温标——温度的数值表示法。（1）摄氏温标t：单位℃水的冰点——

4、0℃水的沸点——100℃冰点和沸点之差的百分之一规定为1℃。（2）热力学温标T：单位K绝对零度：T=0Kt=-273.15℃水三相点（气态、液态、固态的共存状态）273.16K大爆炸后的宇宙温度1039K实验室能够达到的最高温度108K太阳中心的温度1.5×107K太阳表面的温度6000K地球中心的温度4000K水的三相点温度273.16K微波背景辐射温度2.7K实验室能够达到的最低温度（激光制冷）2.4×10-11K两热力学系统相互接触，而与外界没有热量交换，当经过了足够长的时间后，它们的冷热程度不再发生变化，则我们称两系统达到了热平衡。热力学第零

5、定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，则这两个系统彼此也处于热平衡。ABCABC三、热平衡、热力学第零定律热力学第零定律表明，处在同一平衡态的所有热力学系统都有一个共同的宏观性质，这个决定系统热平衡的宏观性质的物理量可以定义为温度。一个孤立系统，其宏观性质在经过充分长的时间后保持不变（即其物态参量不再随时间改变）的物态。注意：如果系统与外界有能量交换，即使系统的宏观性质不随时间变化，也不能断定系统是否处于平衡态。四、平衡态准静态过程1、平衡态2、说明（1）平衡态是一个理想状态；（2）平衡态是一种动态平衡；（3）对于平衡态，可以用pV图上的一个

6、点来表示。p4、准静态过程：状态变化过程进行得非常缓慢，以至于过程中的每一个中间状态都近似于平衡态。准静态过程的过程曲线可以用p-V图来描述，图上的每一点都表示系统的一个平衡态。(pB,VB,TB)(pA,VA,TA)pVO(pC,VC,TC)3、热力学过程：热力学系统的物态随时间发生变化的过程。1、理想气体：在任何情况下都严格遵守“波意耳（Boyle）定律”、“盖-吕萨克（Gay-Lussac）定律”以及“查理（Charles）定律”的气体。（质量不变）五、理想气体物态方程2、描述理想气体的状态参量p、V、T三者之间关系的状态方程：标准状态：m为气

7、体的总质量。M为气体的摩尔质量。其中：令：R称为“摩尔气体常量”代入：理想气体物态方程：分子质量为m0，气体分子数为N，分子数密度n。阿伏伽德罗常量玻耳兹曼常量理想气体状态方程的另一种形式：标准状态下的分子数密度：称为洛施密特常量标准状态：