1热学的研究对象及研究方法.pptVIP

第 9 章 热力学;概 述;地球上全部大气约有1044个分子 一个人每次呼吸气体大约是1022个分子 比值接近1个摩尔的数值;二、研究热现象的两大分支 1. 热力学 宏观 实验 能量 可靠; 统计物理的基本思想 宏观上的一些物理量是组成系统的大量分子 进行无规运动的一些微观量的统计平均值 宏观量 实测的物理量 如 P T V 等 微观量 组成系统的粒子(分子、原子、或其它) 的质量、动量、能量等等;解决问题的一般思路 从单个粒子的行为出发 大量粒子的行为--- 统计规律;统计方法：;x;;什么叫统计规律？ 在一定的宏观条件下 大量偶然事件在整体上表现出确定的规律 统计规律必然伴随着涨落 什么叫涨落？ 对统计规律的偏离现象 涨落有时大 有时小 有时正 有时负 例如：伽耳顿板实验中 某坐标x附近Δx区间 内分子数为ΔN　 涨落的幅度：;涨落的百分比：;如果在这个区间的分子数是：;热力学基础;§2平衡态 理想气体状态方程 本课程中研究对象的理想特征;2.状态;实际上的处理： 1)是否可看作平衡态？ 足够长 2)实在不行 --- 分小块 3)远离平衡态 -- 非线性 耗散结构;温度;二、理想气体状态方程;常用形式 系统内有 N个分子 每个分子质量 m; 分子数密度 ;热力学系统由大量粒子组成 1) 标况;2) 高真空;1.理气状态方程;3. P-V 图;§3 功 热量 热力学第一定律;外界对系统作功 宏观功 2.从外界吸收热量 微观功;适用一切过程 一切系统;每一时刻系统都处于平衡态 实际过程的理想化---无限缓慢(准) “无限缓慢”：系统变化的过程时间驰豫时间 例1 气体的准静态压缩;例2 准静态传热; 实际过程太迅速了 怎么办？ 1)修正原理论 2)更普遍的理论或经验 本课介绍 气体分子动理论 平衡态下 理想气体的状态量与微观量的关系 热力学基础 实验的总结---必定涉及过程 结论是普适的（对象 过程不限） 但 具体的理论计算 必是理气、准静态过程;系统从初态;准静态过程中体积功的计算;3)功是过程量;§5 理想气体的内能和热容;与过程有关;1、理想气体等容摩尔热容 （1）等容过程方程;刚性单原子;（4）理气内能;2、理气等压摩尔热容 (1)等压过程方程 过程曲线;(3)理气等压摩尔热容 比热容;比热容;温差不太大 CV可看作常数;2.等压过程;§6热力学第一定律对理想气体 在典型准静态过程中的应用（重点） （20页） ;一、 理气准静态绝热过程 二、自由膨胀--非准静态过程;绝热壁;一、 理气准静态绝热过程 1.过程方程;结果：;二、 自由膨胀 特点：迅速 来不及与外界交换热量 则Q = 0 ?非静态过程 ?无过程方程 办法：只能靠普遍的定律（热?律）;自由膨胀; 自由膨胀;1.循环过程 系统经历一个热力学过程后 又回到初态;1. 热机循环 目的：吸热对外作功 1) PV 图;重要说明： 在热机、制冷机部分 由于实际中的需要或 说是习惯 无论是吸热还是放热一律取正值 则热机效率和制冷系数写成：;§11 卡诺循环 只与两个恒温热源交换能量的无摩擦的 准静态循环;恒温热源过程 吸 放热;由两个绝热过程得循环闭合条件;只与T1和T2有关 与物质种类、膨胀的体积无关;进一步说明 热机循环不向低温热源放热是不可能的 热机循环至少需要两个热源;4)疑问：由热I律 循环过程中 如果;2.卡诺制冷机;一直敞开冰箱门 能制冷整个房间吗？;§9 热力学第二定律 §10自然过程的不可逆性 ;自然过程的不可逆性 一、 可逆过程与不可逆过程 二、 一切自然过程都是不可逆过程; 一、 可逆过程与不可逆过程 1.定义： 一个系统经过一个过程 P 从一状态 变化到另一状态 如果存在一个过程使系统和外界 完全复原 则说明原过程 P 是可逆的 否则是不可逆的;1;二、 一切自然过程都是不可逆过程 自然过程有明显的方向性 如 功变热 热传导 扩散;2.热传导;§9