1 第9章 气体动理论

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1、热烈欢迎大家成为我的学生商育民:13638688601,sym0123@126.com1，讲义在信箱“ccbp00@sohu.com”(密码：ccbp00)中。2,请大家以班为单位去教材科购买教材。热学热运动是物体中分子或原子的无规则运动，这种无序的运动是自然界的一种基本运动形式。研究分子热运动，讨论热现象的规律，分析物体热性质的理论称为热物理学，即热学。经典热学分宏观理论和微观理论。宏观理论叫热力学。微观理论叫气体动理论。它从物质分子结构和分子运动出发，应用力学规律和统计方法，研究大量分子热运动所体现的

2、集体效应，解释热现象和热性质。第7章气体动理论研究对象(东西)称为热力学系统，系统。与外界无能量交换，无物质交换——孤立系统。第1节热力学系统和运动状态一,热力学系统与外界有能量交换，无物质交换——封闭系统人体各器官可构成系统，你关心心脏，则心脏是系统，其它部分是外界。与外界有能量交换，有物质交换——开放系统。系统之外的所有东西就叫外界。研究系统状态和状态演化，热力学与气体动理论采用的方法不热力学：宏观描述方法，用V、T、p等量描述系统性质，这些量是宏观量。早期微观量无法用实验方法直接确定，因为分子太小、

3、太多。实际上也没有必要去测量，只要分析微观量与宏观量关系即可。微观量-宏观量之间的关系是统计关系。第1节热力学系统和运动状态二,宏观量与微观量气体动理论：微观描述方法，用分子质量、x、动量等量描述系统，这些量是微观量。同。状态分2类：平衡态、非平衡态。看一个实例：正在变化的状态则是非平衡态。第1节热力学系统和运动状态三,平衡态与状态参量系统最终达到的、无外界影响就不发生变化的状态叫平衡态。真空正在扩散达到不再变化的状态实验证明：这个平衡态将一直保持下去，除非受到外界影响，它才被如系统不受外界影响，经过一段

4、时间后必定达到平衡态。破坏。……系统处于平衡态，有一个确定的物理量集合表征这个平衡态，这些物理量被称为状态参量。比如质量为m、分子数为N的某种气体处于平衡态时，其压强p、温度T、质量密度m/V、分子数密度N/V等都是确定的，都可用来确定这个平衡态，成为状态参量。第1节热力学系统和运动状态三,平衡态与状态参量实验表明:气体温度较高、压强较小时，只需要两个独立参量就可以确定平衡态，其它参量可以用方程T=T(p,V)确定下来，这个方程叫状态方程。以独立的状态参量为坐标所画出的图叫状态图。pVo12V1V2p2p

5、1状态图上，一个点对应一个状态。在状态可以变化，有变化就有一个过程：从初态→末态的过程——热力学过程（过程）。第1节热力学系统和运动状态四,热力学过程、过程曲线上面的抽掉中间隔板系统不能实现准静态过程，但下面缓慢移动的气缸中可以实现：真空最后的状态开始的状态中间态末态初态如中间状态也是平衡态，则过程叫做准静态过程。……否则叫做非准静态过程。……无限缓慢的热力学过程往往是准静态热力学过程不是准静态准静态热力学过程中所有中间状态都可以在状态图上表示出来，第1节热力学系统和运动状态四,热力学过程、过程曲线这些点

6、连成一条曲线，叫热力学过程曲线。……pVo2V2p21V1p1两个系统挨在一起，它们之间会出现热交换，过一段时间后，热交换停止，两个系统状态不再发生改变，两个系统达到新的热平衡。第1节热力学系统和运动状态五,温度、热力学第0定律实验证明：两个系统与第三个系统接触，且都与第三个系统达成热平衡，则这两个系统也处于热平衡——热力学第0定律。热力学第0定律是能够进行温度测量的依据。热力学第0定律也是温度定义的依据：互相处于热力学平衡的两个系统显然具有共同的宏观状态参量，记为T，——温度。热T1T2T1>T2两个系

7、统挨在一起，它们之间会出现热交换，过一段时间后，热交换停止，两个系统状态不再发生改变，两个系统达到新的热平衡。第1节热力学系统和运动状态五,温度、热力学第0定律实验证明：两个系统与第三个系统接触，且都与第三个系统达成热平衡，则这两个系统也处于热平衡——热力学第0定律。热力学第0定律是能够进行温度测量的依据。热力学第0定律也是温度定义的依据：互相处于热力学平衡的2个系统显然具有共同的宏观状态参量，记为T，——温度。无热T1T2T1＝T2两个系统挨在一起，它们之间会出现热交换，过一段时间后，热交换停止，两个系

8、统状态不再发生改变，两个系统达到新的热平衡。第1节热力学系统和运动状态五,温度、热力学第0定律实验证明：两个系统与第三个系统接触，且都与第三个系统达成热平衡，则这两个系统也处于热平衡——热力学第0定律。热力学第0定律是能够进行温度测量的依据。热力学第0定律也是温度定义的依据：互相处于热力学平衡的2个系统显然具有共同的宏观状态参量，记为T，——温度。温度的数字表示法叫温标。温标与测温物质有关。以后面将要讲述的热力学第二定律为基础