§3-1气体动理论

《§3-1气体动理论》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、《热学》统计物理学-----分子动理论热力学------第一、第二定律1伽利略温度计16世纪(明)从钻木取火到商周的青铜器2瓦特早期蒸气机清初34热学导论一、热学的基本概念热现象：物质的物理性质随温度变化的现象.热运动：宏观物体中分子（原子）永不停息的无规则运动，它是由大量微观粒子所组成的宏观物体的基本运动形式。热现象是热运动的宏观表现，热运动是热现象的微观实质。5热学是研究热现象的理论，即研究物质的热运动规律以及热运动与物质其他各种运动形式之间相互转化规律的科学。研究对象：由大量微观粒子所组成的系统。研究内容：热运动形式及它和其他运动

2、形式间的相互转换关系。6二、宏观描述方法与微观描述方法1、宏观描述方法：热力学方法热力学：由观察和实验总结出来的热现象规律，构成热现象的宏观理论，叫做热力学。热力学方法的优点：热力学基本定律是自然界中的普适规律，具有可靠性与普遍性。热力学的局限性：1、它只适用于粒子数很多的宏观系统；2、它主要研究物质在平衡态下的性质，它不能解答系统如何从非平衡态进入平衡态的过程；3、它把物质看成为连续体，不考虑物质的微观结构72、微观描述过程：统计物理学统计物理学则是热物理学的微观描述方法，它从物质由大数分子、原子组成的前提出发，运用统计力学的方法，把

3、宏观性质看作由微观粒子热运动的统计平均值所决定，由此找出微观量与宏观量之间的关系。微观描述方法的局限性：在于它在数学上遇到很大的困难，由此而作出简化假设（微观模型）后所得的理论结果与实验不能完全符合。3、热学热力学统计物理学相辅相成、相得益彰8第4章气体动理论理想气体的压强与温度能量按自由度均分定理麦克斯韦速率分布律分子运动的基本概念9气体分子运动论(气体动理论):是以气体为研究对象。是统计物理学(statisticalphysics)的基础。单个分子—无序、具有偶然性、遵循力学规律.研究对象特征整体（大量分子）—服从统计规律.宏观量：

4、表示大量分子集体特征的物理量（可直接测量）,如等.微观量：描述个别分子运动状态的物理量（不可直接测量），如分子的等.10微观量与宏观量有一定的内在联系。分子动理论是根据物质是由大量分子和原子组成的事实，从力学的规律出发用统计平均的方法，求出大量分子微观量的平均值，建立宏观量和微观量的关系，从而说明宏观现象的微观本质。11一、分子动理论的基本观点§4.1分子运动的基本概念1、宏观物体由大量粒子（分子、原子等）组成，分子之间存在一定的空隙。-----单原子分子、双原子分子、多原子分子2、分子在永不停息地作无序热运动，其剧烈程度和温度有关。例

5、：气体、液体、固体的扩散水和墨水的混合相互压紧的金属板3、分子间存在的相互作用力分子力。结论：一切宏观物体都是由大量分子组成的,分子都在永不停息地作无规则热运动，分子之间有相互作用的分子力。12分子间既有引力作用又有斥力作用平衡位置斥力起主要作用引力起主要作用R—分子有效作用半径分子力是短程力！v12rdv12=0r分子有效直径13分子运动------布朗运动-----热运动内能：热运动的能量，包括分子的动能和相互作用势能。14§4.2平衡态状态方程一、热力学系统热力学系统（简称系统）：被确定为研究对象的物体或物体系。外界：与系统发生相

6、互作用的其他物体，又称环境。根据体系与环境之间发生物质与能量的交换情况，体系分为三类:(i)孤立体系(isolatedsystem)——体系与环境之间既无物质交换亦无能量的交换，又称敞开体系。(ii)封闭体系（closedsystem）——体系与环境之间只有能量交换，而无物质交换。(iii)开放体系（opensystem）——体系与环境之间既有物质交换也有能量的交换。15二、平衡态与非平衡态1.平衡态真空孤立系统在不受外界条件影响下，经过足够长时间后系统必将达到一个宏观性质不随时间变化的状态平衡态的特点*1）单一性（p,T,V处处相等）

7、;－－状态参量2）物态的稳定性——与时间无关；3）自发过程的终点；4）热动平衡（有别于力平衡），微观粒子仍在作无规则运动.16三、热力学平衡——理想化的概念热力学呈现平衡态的条件无热流无粒子流化学平衡可以用P、V、T图来表示2、非平衡态在自然界中，平衡态是相对的、特殊的、局部的与暂时的，不平衡才是绝对的、普遍的、全局的和经常的。17单位压强---帕斯卡体积---立方米温度---开尔文18§4.2温度与温度计一、温度日常生活中，常用温度来表示冷热的程度在微观上，则必须说明，温度是处于热平衡系统的微观粒子热运动剧烈程度的度量二、热力学第零

8、定律1、绝热壁与导热壁2、热力学第零定律ACBACBACB绝热壁19在不受外界影响的情况下，只要A和B同时与C处于热平衡，即使A和B没有接触，它们仍然处于热平衡状态，这种规律被称为热力学第零定律。3、热力学