2011上-热学习题课.ppt

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1、1、气体动理论2、热力学基础热学习题课气体动理论总结1.热平衡态: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平衡态不同于定态；微观上粒子无规则运动2.如何描述热力学系统的平衡态？宏观量；状态参量：PVT(相互独立)微观量3.气体动理论的任务从气体分子运动论出发运用力学规律和统计平均方法，解释气体的宏观现象和规律，并建立宏观量与微观量之间的关系1.理想气体状态方程：2.理想气体压强：3.理想气体平均平动动能与温度的关系4.理想气体内能理想气体的基本公式温度T标志着物体内部分子无规则运动的剧烈程度能量均分原理1.能量

2、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kT/22.分子平均动能3.自由度：单原子分子i=3刚性双原子分子i=5刚性多原子分子i=6对于刚性分子而言，分子的平均动能就是分子的平均能量麦克斯韦分布定律1.N:系统的分子总数dN:速率分布在v～v+dv区间内的分子数2.dN/N:分布在v～v+dv速率区间的分子数占总分子数的百分比,出现在v～v+dv速率区间的概率3.速率分布函数4.归一化条件麦克斯韦分布定律1.麦克斯韦速率分布曲线2.最概然速率V1v0V2面积=f(v)dvvPf(v)三种速率1

3、.最概然速率2.平均速率3.方均根速率1.如图所示，两个大小不同的容器用均匀的细管相连，管中有一水银滴作活塞，大容器装有氧气，小容器装有氢气.当温度相同时，水银滴静止于细管中央，则此时这两种气体中(A)氧气的密度较大．(B)氢气的密度较大．(C)密度一样大．(D)那种的密度较大是无法判断的.2.在标准状态下，任何理想气体在1中含有的分子数都等于(A)6.02×．(B)6.02×．(C)2.69×．(D)2.69×．(玻尔兹曼常量k＝1.38×10-23J·K-1)[A][C]3.室内生起炉子后,温度从150C上升到270C,

4、设升温过程中,室内的气压保持不变,问升温后室内分子数减少了百分之几?解：4.假定氧气的热力学温度提高一倍，氧分子全部离解为氧原子，则这些氧原子的平均速率是原来氧分子平均速率的(A)4倍．(B)2倍(C)倍．(D)倍．[B]5.A、B、C三个容器中皆装有理想气体，它们的分子数密度之比为nA∶nB∶nC＝4∶2∶1，而分子的平均平动动能之比为∶∶＝1∶2∶4，则它们的压强之比∶∶＝__________6．根据能量按自由度均分原理，设气体分子为刚性分子，分子自由度数为i，则当温度为T时，(1)一个分子的平均动能为________．(

5、2)一摩尔氧气分子的转动动能总和为___1:1:1RT7.水蒸气分解成同温度的氢气和氧气，内能增加了百分之几(不计振动自由度和化学能)？(A)66.7％．(B)50％．(C)25％．(D)0．[C]8.有2×10-3m3刚性双原子分子理想气体，其内能为6.75×102J．(1)试求气体的压强；(2)设分子总数为5.4×1022个，求分子的平均平动动能及气体的温度．(k＝1.38×10-23J·K-1)9.有一恒温容器储某种理想气体，缓慢漏气，问:1）气体的压强是否变化？为什么？2）容器内气体分子的平均平动动能是否变化？为什么？

6、3）气体的内能是否变化？为什么？解：恒温容器,T不变。¯Þ¯=PRTPVnn¯Þ¯=ERTiEnn2=kTwT23,不变不变10.图示的曲线分别表示了氢气和氦气在同一温度下的麦克斯韦分子速率的分布情况。由图可知，氦气分子的最可几速率为，氢气分子的最可几速率为。1000m/s热力学基础用热力学的方法，研究系统在状态变化过程中，热与功的转换关系和条件。热力学第一定律给出了转换关系，热力学第二定律给出了转换条件热力学基础总结1.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。显然，这种过程只

7、有在进行得“无限缓慢”的条件下才可能实现2.功A适用条件（1）准静态过程（2）外界压力保持恒定情况下的非准静态过程,此时P应理解为外界压强（3）无论是准静态过程，还是非准静态过程，体积不变时，都有A＝03.功的大小等于P—V图上过程曲线下的面积Q:系统从外界吸收的热量:系统内能的增量A:系统对外界作的功3.热力学第一定律Q、A、均为代数量但作功是通过物体作有规则的宏观运动来完成的；而传递热量是通过分子之间的相互作用来完成的作功,传递热量都可以改变系统内能4、定体（或定容）摩尔热容(该式适用于始末状态为平衡态的任何过程)5.定压

8、摩尔热容A.摩尔数为的理想气体在等压过程中吸收的热量为B.摩尔热容比（或比热比）6、等温过程所作的功迈耶公式物理意义7、准静态绝热过程绝热过程的功（无论是准静态绝热过程，还是非准静态绝热过程，该式均成立。）在P-V图上，绝热线比等温线更陡在P-V图上，绝热线上方的膨胀线代表的