物理资料第三篇热学,电磁学

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1、气体动理论和热力学气体动理论从微观上用统计的方法研究热力学系统，它以理想气体为研究对象，揭示理想气体压强产生的原因和微观实质；再利用气体动理论的压强公式和理想气体的物态方程，得到理想气体温度公式，从而说明温度的微观实质和统计意义；进一步可以得到能量按自由度均分定理和理想气体热力学能公式一、气体动理1、平衡态及其状态参量理想气体物态方程分子运动的基本观点是物体由大量分子或原子组成、分子永不停息地作无规则的热运动、分子间有相互作用力。在不受外界影响下，系统的宏观性质不随时间变化，这就是热平衡态。确定平衡态宏观性质的量称为系统的状态参量。气体的状态参量有压强°、体积V以及温度T.理

2、想气体模型：（1）分子本身的线度可以忽略不计，（2）除碰撞时外，分子之间以及分子与器壁之间无相互作用，（3）分子之间以及分子与器壁之间的碰撞是完全弹性的，（4）单个分子的运动遵从牛顿力学定律。理想气体的物态方程：pV=vRT=—RT,p=nkToT}T2M2、理想气体的压强和温度公式对理想气体的压强公式p=-mn^=-^和温度公式N=丄加庐=丄"，需要领会它3322们的微观实质。压强是大量气体分子对器壁碰撞而产生的，它反映了器壁所受大量分子碰撞时所给冲力的统计平均效果。温度是分子无规则热运动剧烈程度的定量表示。而它们的统计意义与分子的平均平动动能或速度平方的平均值相联系。止匕

3、外，关于这两个公式的考核也常常与能量均分定理和理想气体热力学能相联系。3、能量均分定理，理想气体的热力学能关于能量均分定理首先需要记住单原子、刚性的双原子和多原子的气体分子运动的自由度，单原子分子,=3；刚性双原子分子刚性多原子分子领会分子每个自由度上的平均能量，区分分子平均动能、平均平动动能、平均转动动能等概念。能量均分定理：在温度为T的平衡态下，气体分子每个自Ftl度的平均动能都相等,且等于秋T。一个分子的平均动能d=加22理想气体的热力学能就只是分子各种运动能量（动能）Z和。••1摩尔理想气体的热力学能：U=N云=NA（-kT）=-RT22理想气体的热力学能：U=--R

4、T=v-RTM224、麦克斯韦速率分布定律这方面的内容需要记住以下两方面：一是气体分子热运动速率分布函数的定义=—,其意义速率在0附近，单位速Ndv率区间的分子数占总分子数的百分比，也是一个分子的速率在速率V附近单位速率区间内的概率。—=fv)dv:分子速率分布在o〜”血间隔内的分子数dN占总分子数N的百分比。N也就是一个分子的速率在P附近曲区间内的概率。速率间隔内的相对分子数(或一个分子速=f+Alf(v)dv:分子速率在任意N儿率分布在间隔d〜e+Ae内的概率)o[^―=ffv)Av=1:分布函数◎)必须满JoNJo'足的归一化条件。二是麦克斯韦速率分布定律的分布曲线

5、的特最概然速率pp2RT平均速率0=8RThM方均根速率e3RTMmis一氮气分子在不同温度卞的速率分布征和三种统计速率。1、热力学第一定律这部分的基本概念较多，有准静态过程、准静态过程的功、热量、摩尔热容、热力学能等。准静态过程中的功W=J；pdV热量的概念，领会气体摩尔热容的概念，理想气体的摩尔定体热容C^m=iR/2和摩尔定压热容G”=（汁2）&2,关系C“-Cs=Ro等体过程系统所吸收的热量=vCrm(T2-T,)等压过程系统所吸收的热量=rCpjn(T2-G热力学能增量s罷如呜如综合应用热力学第一定律Q=U2-U+0二△(/+©,U=Q-W,2、理想气体的等值过

6、程绝热过程热力学第一定律对于理想气体等值过程和绝热过程的应用基本上是每次考试必考的知识点。要学会利用准静态过程的过程方程计算过程中的功；综合应用以上知识进行各种等值过程屮功、热量、热力学能变化的计算。对于绝热过程，要求记住绝热方程pV^=常量，领会绝热过程的含义。过程等体过程等压过程等温过程绝热过程特征d*0d^=0dT=Od2=o过程方程2=常量TV匕=常量T”=常量p"=常量过程曲线（"7图）P1PPVpi►IvOVuVUV0厂热力学能增量△U心,m（丁2-G（丁2-TJ0Gm⑺-G系统对外做功W竹*化-人）=vR{T2-Tx）WT=vRT-^=vRT^~P2GM

7、T）系统吸收热量0Qv=心小（丁2-GQp=S（丁2-GQt-vRT—Vy=vRTP'Pl03、循环过程和热机效率循环过程的特点是：热力学能的增量为零，其过程曲线是一条闭合曲线，对于热机循环（正循环，过程曲线为顺时针闭合曲线），闭合曲线所包围的面积就是系统对外做的功。计算热机循环效率耳=巴=_直。aa三、热力学第二定律关于热力学第二定律考核的内容一般要求了解自然界中一切与热现彖有关的宏观过程都是不可逆过程。能记住热力学笫二定律的两种表述、热力学第二定律的微观实质和统计意义。热力学第二定律的两种