热学讲义第一章.ppt

《热学讲义第一章.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第1节平衡态状态参量第2节温度第3节气体的状态方程第一章温度应用第一章温度（Temperature）§1平衡态状态参量一、热力学系统热力学系统（简称系统）：被确定为研究对象的物体或物体系，或热学所研究的对象。AB绝热壁导热板绝热壁孤立系统：与外界既不交换物质又不交换能量的系统外界：系统边界外部封闭系统：与外界不交换物质但可交换能量的系统开放系统：与外界既交换物质又交换能量的系统热力学与力学的区别热力学参量：压强、体积、温度等热力学的目的：基于热力学的基本定律力学的目的：基于牛顿定律（力学参量）AB绝热壁导热板绝热壁平衡态

2、：在不受外界影响的条件下（也即与外界无任何形式的物质与能量交换的条件下）系统的宏观性质不随时间变化的状态称平衡态。二、平衡态平衡态是一个理想化模型，我们主要研究平衡态的热学规律。平衡态和稳定态是两个不同的概念.真空平衡态的特点*1）单一性——状态参量处处相等;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）.三、热力学平衡热力学系统呈现平衡态的条件无热流：热学平衡条件，系统内部温度处处相等。无粒子流：力学平衡条件，系统内部各部分之间、系统与外界之间应达到力学平衡，通常情况下反映为压强处处相

3、等。化学平衡：化学平衡条件，即在无外场下系统各部分的化学组成应是处处相等。可以用P、V、T图来表示。只要上述三个条件一个得不到满足，就是非平衡态，不能用P、V、T图来表示。宏观量：表征系统宏观性质的物理量.如系统的体积V、压强P、温度T等。宏观量可直接测量。宏观量又可分为广延量和强度量.广延量有累加性，如质量M、体积V、内能E等。强度量无累加性，如压强P，温度T等。微观量：描写单个微观粒子运动状态的物理量，一般只能间接测量。如分子的质量m、大小d、速度v等。四、状态参量§2温度一、温度日常生活中，常用温度来表示冷热的程度

4、在微观上，则必须说明，温度是处于热平衡系统的微观粒子热运动强弱程度的度量二、热力学第零定律1、绝热壁与导热壁2、热力学第零定律ACBACBACB绝热壁在不受外界影响的情况下，只要A和B同时与C处于热平衡，即使A和B没有接触，它们仍然处于热平衡状态，这种规律被称为热力学第零定律。3、热力学第零定律的物理意义互为热平衡的物体之间必存在一个相同的特征，即它们的温度是相同的。第零定律不仅给出了温度的概念，而且指出了判别温度是否相同的方法。三.温标（temperaturescales）温标：温度的数值表示法。温度计经验温标的三要素

5、选择测温物质，确定测温参量（属性）选取固定点进行分度，即规定测温属性随温度的变化关系1、经验温标对于水银温度计，若选用摄氏温标，则以冰的正常熔点定为0℃，水的正常沸点定为100℃。2、理想气体温标以气体为测温物质，利用理想气体状态方程中体积（压强）不变时压强（体积）与温度成正比关系所确定的温标称为理想气体温标。气体温度计分为定体（容）及定压气体温度计两种是比例系数，需根据选定的固定点来确定。用理想气体的玻意耳定律，可以给出理想气体温标PV=const.（温度不变）理想气体严格遵守玻意耳定律水的相图，三相点只有一个！水的三

6、相点：纯冰、纯水和水蒸气平衡共存的状态，并严格规定它的温度为。泡B毛细管指示针hMM'O气体体积保持不变稀薄的实际气体接近理想气体，温度很低时气体液化，气体温度计失效。为该气体温度计在水的三相点（气、液、固三相共存）时的压强Ptr/(133.3224Pa)373.0373.2374.02004006008001000T(p)=373.15KT(p)H2N2O2空气（体积不变）（定容理想气体温标测温公式）理想气体温标的适用范围：极低温度（气体的液化点以下）和高温（1000℃是上限）不适用。（压强不变）（定压理想气体温标测温

7、公式）3.热力学温标T单位：K(Kelvin)，规定：Ttr=273.16K不依赖测温物质及其测温属性，建立在热力学第二定理的基础上的理论温标。它与测温物质及测温属性无关，它已不是经验温标，因而称为绝对温标或称热力学温标。注意：虽然热力学温标只是一种理想化的温标，但它却与理想气体温标是一致的。只要在理想气体温标适用（即气体温度计精确测定）的范围内，热力学温标与理想气体温标是完全一致的。5.华氏温标tF4.摄氏温标t6、国际实用温标实用温度计简介膨胀测温法：玻璃液体温度计、双金属温度计压力测温法：压力表式温度计、蒸汽压温度

8、计电磁学测温法：电阻温度计、温差热电偶温度计、半导体温度计、频率温度计辐射测温法：光学高温计、比色高温计、辐射高温计声学测温法：声学温度计、噪声温度计温标（常用的）的分类：以建立的基础划分：温标可分为经验温标和理论温标（热力学温标）以测温物质划分：温标可分为气体温度计、液体温度计和固体温度计以测温属性划分：温标可分为