大学物理下册总复习.ppt

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1、气体动理论3、理想气体的状态方程:一、研究对象:1、平衡态下热力学系统；2、基本假设：1）理想气体分子模型，自由的刚性小球；2）分子分布均匀，容器中各处分子数密度相等；3）运动方向等概率，分子沿各个方向运动的概率相等；1、压强公式:2、温度公式（统计意义）:二、几个宏观量的微观解释:1）能量按自由度均分原理:在温度为T的平衡状态下，分子的每个自由度的平均动能均为：3、内能公式:（统计意义）2）自由度为i的理想气体分子平均动能为:3）mol理想气体的内能为:定体摩尔热容:定压摩尔热容:比热容比为:4）几个有关量:1、

2、速率分布函数意义三、速率分布规律符号含义公式表述图形表述2、麦克斯韦速度分布律3、三种统计特征速率1）平均速率:2）方均根速率:3）最概然速率:4、理想气体运动状态:2）平均自由程:1）平均碰撞频率:四、热力学第二定律统计意义（微观解释）孤立系统中发生的一切实际过程都是从微观态数少的宏观态向微观态数多的宏观态进行。1、速率分布函数的物理意义是什么?试说明下列各量的物理意义(为分子数密度，为系统总分子数)(1)(2)(3)(4)(5)(6)解：表示一定质量的气体，在温度为的平衡态时，分布在速率附近单位速率区间内的分子

3、数占总分子数的百分比.(1)：表示分布在速率附近，速率区间内的分子数占总分子数的百分比.(2)：表示分布在速率附近、速率区间内的分子数密度．：表示分布在速率附近、速率区间内的分子数．：表示分布在区间内的分子数占总分子数的百分比．(5)：表示分布在的速率区间内所有分子，其与总分子数的比值是.(6)：表示分布在区间内的分子数.2、试说明下列各量的物理意义．解：(1)在平衡态下，分子热运动能量平均地分配在分子每一个自由度上的能量均为．(2)在平衡态下，分子平均平动动能均为.(3)在平衡态下，自由度为的分子平均总能量均为.

4、(4)由质量为，摩尔质量为，自由度为的分子组成的系统的内能为.(5)1摩尔自由度为的分子组成的系统内能为.(6)1摩尔自由度为3的分子组成的系统的内能，或者说热力学体系内，1摩尔分子的平均平动动能之总和为.例题：有N个粒子，其速率分布函数为求：(1)作速率分布曲线并求常数a(2)速率大于v0和速率小于v0的粒子数解：(1)由归一化条件得f(v)a0v02v0(2)因为速率分布曲线下的面积代表一定速率区间内的分子数与总分子数的比率，所以的分子数占总分子数之比为因此，v>v0的分子数为(2N/3)同理v

5、(N/3)热力学基础一、研究对象:1、平衡态下热力学系统，经历准静态过程；2、理想气体的状态方程:二、热力学第一定律系统从外界吸热，一部分用于提高系统内能，一部分用于对外作功，即有:对于无限小的状态变化，热力学第一定律表示为:三、热一定律在等值过程中的应用:2）写出内能增量:1、基本解题思路:1）计算功:3）依热一定律求吸热:功为过程量，用过程方程统一变量p、V求积分得。内能为状态量，已知过程的始、末状态即可写出。热量为过程量，与系统经历的过程。4）几个基本常数2、等体过程3、等压过程:1）计算功:2）写出内能增量

6、:3）依热一定律求吸热:1）计算功:2）写出内能增量:3）依热一定律求吸热:3、等温过程4、绝热过程过程方程:1）计算功:2）写出内能增量:3）依热一定律求吸热:1）计算功:2）写出内能增量:3）依热一定律求吸热:四、循环效率（热一定律在循环过程中的应用）1、热机效率:在热机循环中，工质对外所作的功A与它吸收的热量Q1的比值，称为热机效率或循环效率:2、致冷系数:一个循环中工质从冷库中吸取的热量Q2与外界对工质作所的功A的比值，称为循环的致冷系数:1、开尔文表述:不可能只从单一热源吸收热量，使之完全转化为功而不引起

7、其它变化。2、克劳修斯表述:热量不能自动地从低温物体传向高温物体五、热力学第二定律3、热力学第二定律的实质自然界一切与热现象有关的自发过程都是单向进行的不可逆过程。例题：如图所示，理想气体由状态a到达状态f，经历四个过程，其中acf为绝热过程，则平均摩尔过程热容最大的过程为（）pOVafedcb解：因为对acf绝热过程有由第一定律得而对过程adf和aef有pOVafedcb因此对adf和aef有因所以有对abf，有即所以pOVafedcb例4：一定量的单原子分子理想气体，从初态A出发，沿图示直线过程变到另一状态B，

8、又经过等容、等压两过程回到状态A。P321012求:（1）.A—B，B—C，C—A各过程中系统对外所作的功W，内能增量及所吸收的热量Q。（2）.整个循环过程中系统对外所作的总功以及总热量。（3）.热机效率P012312V解：(1)对A—B过程P012312V对B—C过程P012312V对C-A过程C—A过程P012312V（2）（3）机械振动根据函数的傅立叶