大学物理-安徽工业大学：热力学基础(打印北邮10.3改).ppt.ppt

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1、一.状态参量:V(m3),P(Pa),T(K)第一节平衡状态理想气体状态方程二.平衡态:1atm=1.013105PaT=t+273.15系统在不受外界影响的条件下,其宏观性质不随时间改变的状态气体真空例.置于容器内的气体，如果气体内各处压强相等，或气体内各处温度相同，则这两种情况下气体的状态(A)一定都是平衡态．(B)不一定都是平衡态．(C)前者一定是平衡态，后者一定不是平衡态．(D)后者一定是平衡态，前者一定不是平衡态．三.准静态过程一个过程，如果任意时刻的中间态都无限接近于一个平衡态，则此过程为准静态过程。气体砂堆准静

2、态过程(或平衡过程）（气体的驰豫时间10-3秒）四.理想气体状态方程第二节理想气体压强公式一.物质分子热运动的基本特征（分子无规则运动的假设）P-V图上的一个点代表一个平衡态,一条曲线代表一个准静态过程物质分子之间的碰撞频繁，因而每个分子都在不停地作杂乱无规则的运动。（布朗运动的无规则性实际上反映了液体中分子运动的无规则性）理想气体分子是弹性的自由运动的质点1.分子可以看作质点2.除碰撞外,分子间相互作用可以忽略3.分子是弹性的二.理想气体的分子模型：大量偶然事件存在着一定的必然规律例：投掷骰子；伽尔顿板实验三、统计规律：四.

3、统计假设:2.分子沿任一方向的运动不比其它方向更占优势。即分子速度在各个方向上的分量的各种平均值相等。如：1.沿空间各方向运动的分子数目相等补充:物体的动量定理即物体受到的合外力的冲量等于物体动量的增量五.理想气体压强公式的推导（理想气体分子模型；牛顿定律；统计方法）1.单个分子在对A1的一次碰撞中作用于A1的冲量为2.单位时间内该分子作用于A1面上冲量为3.所有分子单位时间内作用于A1面的冲量的总和为YZl1l2l3XA2A1-mvixmvixO2mvix所以或者其中平衡态下的理想气体压强公式思考题1：考虑到分子之间的碰撞，

4、平衡态下的理想气体压强公式仍成立。思考题2：若含有几种气体，则总压强怎样？（道尔顿分压定律P=P1+P2+P3）例．如果每秒有1023个氢分子沿着与容器器壁的法线成45°角的方向以105cm/s的速率撞击在2.0cm2面积上(碰撞是完全弹性的)，则此氢气碰撞器壁的压强为解：一.推导气体分子平均平动动能与温度的关系1.理想气体状态方程2.分子平均平动动能与温度的关系温度标志着物体内部分子无规则运动的剧烈程度(温度的本质)其中二.气体分子的方均根速率第三节气体分子平均平动动能与温度的关系(或:温度的统计解释)P=nkT第四节能量按

5、自由度均分原理理想气体内能一.自由度:i自由度i是指决定一个物体的空间位置所需要的独立坐标数.t:平动自由度r:转动自由度单原子分子i=3（其中t=3）刚性双原子分子i=5（其中t=3r=2)刚性多原子分子i=6（其中t=3r=3)1.能均分原理的引出分子的平均平动动能为二.能量按自由度均分原理：一个平方项的平均值一个平动自由度,分子的每一个平动自由度的平均动能都等于推广到转动、振动等其它运动形式，得能量均分原理:在温度为T的平衡态下,气体分子每个自由度的平均动能都相等,都等于是统计规律，只适用于大量分子组成的系统。是气体分子

6、无规则碰撞的结果。2.分子的平均动能三.理想气体内能：气体内所有分子热运动的总动能理想气体的内能只是温度的函数（或：分子的平均能量）总结一下几个容易混淆的概念1.分子的平均平动动能2.分子的平均动能3.理想气体内能4.单位体积内气体分子的平动动能5.单位体积内气体分子的动能例1．一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T，气体分子的质量为m．根据理想气体的分子模型和统计假设，分子速度在x方向的分量平方的平均值例2.分子热运动自由度为i的一定量刚性分子理想气体，当其体积为V、压强为p时，其内能E＝_________．解:例3．一个

7、容器内贮有1摩尔氢气和1摩尔氦气，若两种气体各自对器壁产生的压强分别为p1和p2，则两者的大小关系是：(A)p1>p2．(B)p1

8、求二氧化碳和氧气的质量．一.速率分布函数dN/N:表示分布在v~v+dv区间内的分子数占总分子数的比率（或百分比）。dN/N是v的函数，在不同速率附近取相等的区间，此比率一般不相等。当速率区间足够小时（用dv表示），dN/N还应与区间大小成正比。N:表示系统的分子总数dN:表