第3章热力学的基本知识(教学用).pptVIP

第三章热力学的基本知识; 热学是以研究热运动的规律及其对物质宏观性质的影响，以及与物质其他运动形态之间的转化规律为任务的。; 分子物理学是研究物质热运动的微观理论。它从物质由大量微观粒子组成这一基本事实出发，运用统计方法，把物质的宏观性质作为大量微观粒子热运动的统计平均结果，找出宏观量与微观量的关系，进而解释物质的宏观性质。在对物质微观模型进行简化假设后，应用统计物理可求出具体物质的特性；还可应用到比热力学更为广阔的领域，如解释涨落现象。;一、理想气体的微观模型 ;二、理想气体压强公式;x;所需的时间为2x/vix，在单位时间内，i分子作用在A1面的总冲量为;利用统计平均的概念;所以;描述系统整体特征和属性的物理量 。;设一个分子的质量为m，质量为m’的理想气体的分子数为N，1摩尔气体的质量为M，则m’=Nm, M=NAm。代入理想气体的物态方程;2、理想气体分子的平均平动动能与温度的关系;例1、一容器内贮有氧气，压强为P=1.013×105Pa，温度t=27℃，求（1）单位体积内的分子数；（2）氧分子的质量；（3）分子的平均平动动能。 ; ;例如：;2.两个刚性质点; 对于理想气体在常温下，分子内各原子间的距离认为不变，只有平动自由度、转动自由度。;3.多原子分子气体;平动动能;（三）、能量按自由度均分原理;气体分子的能量;1.一个分子的能量为:;四、道尔顿分压定律P=（n1+n2+······+nn)kT =P1+P2+ ······+pn; ;树木为什么象抽水机一样，能将地下的水运送到树冠？ ; 肥皂膜收缩把线拉成一个弧形 线被绷紧; ; 液体和气体的分界处, 液体表面分子受液体内部分子的引力作用, 部分进入液体内部, 使得表面层分子密度降低，间距增大, 分子间相互表现为引力; 液体表面有收缩到最小的趋势，这种使液体表面收缩的力称为表面张力。;fA; 液体的表面张力系数;表面张力系数的测定;表面能;得到; 打开阀门后, 气体是从A到B, 还是从B到A, 或者是不发生流动?;二、 弯曲液面的附加压强;球形液滴的附加压强;由于液滴处于稳定状态 所以这三个力应平衡;球形液滴附加压强;附加压强指液体内外压强差 液面为凸面时R取正，液面为凹面时R负;球形液膜的附加压强;讨论:; 打开阀门后, 大泡越来越大, 小泡越来越小, 直至最后破灭;（一）润湿与不润湿现象;液体与固体接触处的表面现象; 内聚力 附着力 液体与固体接触面有尽量缩小的趋势 不润湿现象 比如水银在玻璃上聚拢成液珠就是不润湿现象; 附着力内聚力 附着层有伸展的趋势 润湿现象 比如水在玻璃上就是润湿现象;通常用接触角来描述润湿和不润湿现象 接触角θ: 在固体和液体接触处液体表面的切线(指向液体内部）与固体接触面之间的夹角 θ=0 完全润湿 0θπ/2 润湿 π/2θπ 不润湿 θ=π 完全不润湿; ; 将毛细管插入液体中，如果液体润湿管壁，液体在管中升高；如果液体不润湿管壁，则液体在管中下降。 液体在润湿的毛细管中上升、在不润湿的毛细管中下降的现象，称为毛细现象。;因为; 公式说明：毛细管中液面上升的高度与表面张力系数成正比，与毛细管的内径成反比，管径越细液面上升越高。;讨论： 1. 对于润湿管壁的液体，θπ/2 ，所以h0 ，液面上升。 2. 对于不润湿管壁的液体，θπ/2 ，所以h0 ，液面下降。 ;毛细现象应用： ? 植物靠着毛细现象输运养料和水分。 ? 利用棉花来吸水。 ? 外科手术中用的缝线是经过蜡处理的丝线。 ? 血液在毛细管中的流通。;例题: 将一毛细管插入水中，其末端在水面下10cm处。设在完全润湿条件下，水在管中可上升到比水面高4cm，试求将下端吹成一半球形气泡时, 压强应比大气压高多少？;解: 因为是完全润湿, 所以接触角θ=0; ;;p ;临床上要避免气体栓塞： 静脉注射、输液、输血时要防止气泡进入； 人员从高压环境中脱离时应有缓冲时间，避免血管中气泡形成； ; 小 结;内能 、 热力学第一定律、 理想气体的等体