1、第七章气体动理论第七章 气体动理论第八章 热力学基础 第七章气体动理论热现象 : 物质中大量分子无规则运动的集体体现。研究对象特征单个分子 无序、具有偶然性、遵循力学规律.整体(大量分子) 服从统计规律 .热运动微观量:描述个别分子运动状态的物理量(不可直接测量),如分子的 等 . 宏观量:表示大量分子集体特征的物理量(可直接测量), 如 等 .统计平均 一、 研究对象第七章气体动理论 1)具有可靠性,普遍适用; 2)应用宏观参量 .特点宏观法: 实验规律 能量观点 热力学基础 微观法: 物质的微观结构 统计方法特点 1)揭示宏观现象的本质; 2)与实际有偏差,普遍性差 .(第七章)(第八章)
2、相辅相成二、 研究方法第七章气体动理论第七章气体动理论 一 了解气体分子热运动的图像 . 二 理解理想气体的压强公式和温度公式, 通过推导气体压强公式,了解从提出模型、进行统计平均、建立宏观量与微观量的联系,到阐明宏观量的微观本质的思想和方法 . 能从宏观和微观两方面理解压强和温度等概念 . 了解系统的宏观性质是微观运动的统计表现 .教学基本要求教学基本要求 三 了解自由度概念,理解能量均分定理,会计算理想气体(刚性分子模型) 的内能 .第七章气体动理论热力学系统(热力学的研究对象)气体系统外界(另包括发动机、大气等)外界(环境) 系统以外的物体一 . 气体的状态参量 (P、V、T)大量微观粒
3、子(分子、原子)组成的宏观物体;系统分类(按系统与外界交换特点):孤立系统:与外界既无能量又无物质交换;封闭系统:与外界只有能量交换而无物质交换;开放系统:与外界既有能量交换又有物质交换。热力学系统的宏观量7-1 平衡态 理想气体物态方程 热力学第零定律第七章气体动理论 2 体积 : 气体所能达到的最大空间(几何描述). 单位: 3 温度 : 气体冷热程度的量度(热学描述). 单位(SI) : (开尔文).摄氏温度 t () 1 气体压强 :作用于容器壁上单位面积的正压力(力学描述).单位(SI)1标准大气压第七章气体动理论. . 扩散(非平衡态)二 . 平 衡 态 在不受外界的影响下, 一个
4、系统的宏观性质不随时间改变的稳定状态称为平衡态 .(理想状态)平衡条件: (1)系统与外界在宏观上无能量和物质交换; (2)系统的宏观性质(P、V、T)不随时间改变。非平衡态: 不具备两个平衡条件之一的系统。.终了(平衡态)开始.P1,V1,T1(平衡态)平衡态在PV图上用一 “点”表示第七章气体动理论平衡态的特点*1)单一性(P,T处处相等);2)稳定性 状态量与时间无关;3)自发过程的终点;4)热动平衡(它只是一种宏观上的“静寂状态” ).第七章气体动理论三 . 理想气体物态方程摩尔气体常量 理想气体宏观定义:遵守三条实验定律和阿伏伽德罗定律的气体. 物态方程:理想气体平衡态宏观参量间的函
5、数关系 适用条件m气体质量; M气体摩尔质量; 摩尔数第七章气体动理论玻尔兹曼常数物态方程的另一种形式:理想气体物态方程(分子数密度) 阿伏伽德罗常数:1 mol 任何气体中所含的分子(或原子)的数目均相同 .N为气体分子数第七章气体动理论例1. 容器内装有氧气。因漏气,经若干时间后,求(1)容器的容积. (2)漏去了多少氧气.解: (1) 由不变第七章气体动理论四 热力学第零定律 A、B 两系统互不影响各自达到平衡态。 A、B 两系统达到共同的热平衡状态。AB绝热板AB导热板AC导热板B 若 A 和 B分别与 C 处于热平衡状态,则 A、B也处于热平衡。 热力学第零定律 处在相互热平衡状态的系统拥有某一共同的宏观物理性质温度。