热统1-第1章1讲义.pptx

;本课程相关的基础内容;4;第一章;§1状态的描述 温度 物态方程(the equations of state);热力学系统:大量微观粒子组成的宏观物质系统.;关于热力学平衡态的几点说明;⑤弛豫时间(relaxation time):系统由初始态达到平衡态所经历的时间.弛豫时间可长可短.例如气体压强趋于均匀需10-16秒,气体浓度的均匀需要几分钟.固体浓度均匀则需要数小时或更长.通常系统的弛豫时间取最长的弛豫时间.;2 热力学平衡态的描述;;简单系统:系统不涉及电磁性质;不考虑与化学成分有关的性质,不发生化学反应,只需要体积(面积)和压强(表面张力)两个状态参量便可以确定系统的状态。;3.非平衡状态的描述(局域平衡近似）;二.温度及理想气体温标;热平衡定律;§1.2;经验表明:两个物体达到热平衡时具有相同的冷热程度—温度.所以函数g(p,V)就是系统的温度.;3 理想气体温标(perfect or ideal gas scale of temperature);⑵理想气体温标;实验表明:用不同气体为测温物质定出的温标有微小的差别,压强降低时,差别逐渐消失.在压强趋于零的极限下,趋于一个共同的极限温标——理想气体温标.;水的冰点和三相点温度不同:纯水的三相点的温度(水、冰、水蒸气三相平衡共存的温度)完全不受大气压的影响。;三、物态方程;理想气体的三大定律;⑴气体：n mol理想气体状态方程pV=nRT;上式中A,B,C分别叫第一,二,三位力系数.都是温度的函数.;【问题】根据玻意耳定律,阿氏定律和理想气体温标的定义,导出理想气体的物态方程.;根据理想气体温标的定义,有;上式说明固定质量的理想气体,各个状态的值pV/T是一个常量.这两个状态之间的关系,与气体由Ⅰ变到Ⅱ的具体过程无关。;由此得到里德堡常量R;⑵简单固体和液体;顺磁固体满足方程;等压膨胀系数;求证下式成立;;①式又可写为;【例题】已知物态方程,求物理量?,?,?T.如果实验测得?, ? ,?T,求物态方程.;;完成积分得到物态方程;§3内能 internal energy 热量 quantity of heat 热力学第一定律 first law of thermodynamics;绝热过程(adiabatic process):过程中系统状态的变化完全是由于机械作用或电磁作用的结果,而没有受到其它影响。;状态函数U等于外界对系统末态B与初态A做功之差;只在平衡态时温度才有意义,而内能处在非平衡态时仍有意义.;二 热量;;三．热力学第一定律 ——能量守恒定律;⑵;47;48;49;50;51;52;53;54;55;56;57;58;§4热力学第一定律的应用;一．热容量和焓 heat content/enthalpy/heat function ;①等容过程isochoric process;引进状态函数焓H,其表示为;二．理想气体的内能U(TV);;;;由此利用等容过程热容量的定义;;;;;;;;⑵绝热准静态过程T与V的关系;⑶绝热准静态过程T与p的关系;【注】⑴理想气体自由膨胀过程是绝热过程,不是等温过程.;理想气体绝热自由膨胀过程是非准静态过程,除初、末态外,系统的每一时刻都处于非平衡态.在非准静态过程中,处于非平衡态的气体内各处性质不均匀,没有统一确定的参量,所以非准静态过程不能在状态图上用实线描述.;【注】 ⑵绝热自由膨胀过程是一个绝热过程,但它不满足一般绝热过程所遵循的方程式.;⑶理想气体的绝热自由膨胀过程是一个不可逆过程;在等温压缩过程中,外界必须对理想气体做功,这功转化为热量向温度为T的恒温热源放出.经可逆过程--等温压缩过程气体回到了原状态,但在外界却留下了无法消除的影响,根据不可逆过程的定义,理想气体绝热自由膨胀过程是一个不可逆的过程.