13-1-2 准静态过程 功 热量.ppt

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1、研究对象热运动:构成宏观物体的大量微观粒子的永不休止的无规则运动.热现象:物体与温度有关的物理性质的变化.研究对象特征单个分子:无序、具有偶然性、遵循力学规律.整体(大量分子):服从统计规律.热学（第十二章、第十三章）概述1宏观量:表示大量分子集体特征的物理量(可直接测量)，如p，V，T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m，等.宏观量微观量统计平均研究方法热力学——宏观描述气体动理论——微观描述21.技术——物理——技术模式2.两种研究方法——两种理论①微观理论：统计物理学从物质的微观结构出发，研究对象～气体；用统计方法大量气

2、体分子的热运动的规律，确定宏观量与微观量的联系，并对气体的某些性质给予微观本质说明。由基本假设构造理论热学发展历史的两大特征：3验证其理论解释其理论3.两种理论的相互关系：互相补充，相辅相成统计物理热力学宏观理论，基本结论来自实验事实，普遍可靠，但不能解释其微观本质。微观理论，揭示热现象本质。②宏观理论：热力学不涉及物质的微观本质，根据由观察和实验所归纳、总结出来的宏观热现象所遵循的基本定律，用严密的逻辑推理方法，研究宏观物体的热的性质的一门学科。由现象出发原理性理论具体而言，用能量转化观点，从宏观上研究物质状态变化时，热、功、内能等宏观量变换规律的一门学科

3、。4理论体系微观宏观研究方法以气体分子热运动规律为基础，用统计方法。以事实为基础，应用热力学基本定律统计物理学研究物质热现象、热运动的学科热力学分析宏观本质相互关系验证微观理论5第十三章热力学基础结构框图应用热力学系统内能变化的两种量度功热量热力学第一定律热力学第二定律等值过程绝热过程循环过程卡诺循环（理想气体）（对热机效率的研究）理想气体物态方程准静态过程熵熵增加原理平衡态、准静态过程，热量、功、内能等基本概念，热力学第一定律及其对理想气体各等值过程的应用，理想气体的摩尔热容，循环过程，卡诺循环，热力学第二定律，熵和熵增加定理等。主要内容：6一气体的物态参

4、量(宏观量)1压强：力学描述单位:标准大气压:纬度海平面处,时的大气压.2体积:几何描述单位:第十二章气体动理论12-1平衡态理想气体物态方程热力学第零定律73温度:热学描述单位:(开尔文).二平衡态第十二章气体动理论12-1平衡态理想气体物态方程热力学第零定律1.热力学系统（简称系统）:在给定范围内，由大量微观粒子所组成的宏观物体。2.系统的外界（简称外界）与所研究的热力学系统发生相互作用的其它物体。8③若气体状态变化很微小，可略去～近似平衡态。第十二章气体动理论12-1平衡态理想气体物态方程热力学第零定律与外界有m、E交换与外界有E交换，无m交换与外界无

5、E、m交换开放系统孤立系统封闭系统系统在不受外界影响的条件下，系统的宏观性质不随时间变化的状态。或孤立系统达到的稳定状态。说明：①指外界对系统既不作功，又不传热；②理想模型，实际中不存在；3.热力学平衡态：9真空膨胀第十二章气体动理论12-1平衡态理想气体物态方程热力学第零定律10平衡态的特点(1)单一性(p，T处处相等)；(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).第十二章气体动理论12-1平衡态理想气体物态方程热力学第零定律11三理想气体物态方程12-1平衡态理想气体物态方程热力学第零定律1.气体物态方程气体处

6、于平衡态时，其物态参量p,V,T之间的关系，即其中一个量是其他两个量的函数。～其具体形式由实验决定。2.理想气体的物态方程注：状态方程在热力学中是通过大量实践总结来的。然而应用统计物理学，原则上可根据物质的微观结构推导出来。12第十二章气体动理论理想气体：在任何情况下都严格遵守“玻意耳-马略特定律”、“盖-吕定律”、“查理定律”三条实验定律和阿伏伽德罗定律的气体。气体在温度不太低、压强不太大时，可近似为理想气体。12-1平衡态理想气体物态方程热力学第零定律①玻意耳(Boyle)定律实验证明：一定质量的气体，当温度保持不变时，它的压强与体积的乘积等于恒量。即：

7、C在不同的T时，有不同的值。～玻意耳-马略特定律②盖·吕萨克(Gay-Lussac)定律:一定质量的气体，当压强保持不变时，它的体积与热力学温度成正比。13第十二章气体动理论12-1平衡态理想气体物态方程热力学第零定律即：③查理(Charles)定律:一定质量的气体，当体积保持不变时，它的压强与热力学温度成正比。即：④阿伏伽德罗(A.Avogadro)定律在相同的温度和压强，相同体积的气体含有相同数目的分子。由此可知：在标准状态下，1mol任何气体的体积都为22.4升。14摩尔气体常量对一定质量的同种气体理想气体物态方程一系统总质量，摩尔质量，单个分子质量第

8、十二章气体动理论12-1平衡态理想气体物态方程热力学