5热学习题.ppt

1 .掌握理想气体状态方程及其应用;理解平衡态,准 静态过程等概念. 2 .理解理想气体的压强及温度的微观本质.通过推导 压强公式从提出模型到建立宏观量与微观量的统计 平均值之间关系的统计方法. 3 .理解能量按自由度均分的原理.确切理解内能的概念. 5 .理解平均碰撞频率及平均自由程的概念. 6 .了解范德瓦尔斯方程中两个修正项的意义;了解气 体中三种输运过程的宏观规律及微观定性解释. 教学要求 4 .理解速率分布函数、麦克斯韦速率分布律及速率分  布曲线的物理意义;了解vp ,v, 的意义和计算. 7 .掌握准静态过程中功、热量、内能诸概念. 8 .掌握热力学第一定律,并能熟练地运用它计算理想气体在等值过程和绝热过程中的功、热量、内能变化量. 9 .明确循环的概念,理解热机循环和致冷机循环中的能量转换关系;掌握卡诺机正循环效率和卡诺机逆循环致冷系数的计算;会计算一般热机效率. 10 .理解热力学第二定律的两种表述及其等价性;了解热力学第二定律的统计意义. 11 .理解可逆过程和不可逆过程;理解宏观实际过程的不可逆性;了解热力学概率与实际过程进行方向的关系. 12 .了解熵的概念.了解玻尔兹曼熵公式及熵增加原理;理解克劳修斯熵公式的意义,并用来计算熵变. 1 .理想气体的状态方程. R=8?31 J·mol-1·K -1 称为普适气体恒量； n为分子数密度。 2 . 理想气体的压强公式 3 . 理想气体的温度公式 k=R/N0=1?38?10 -23 J·K -1 称为玻尔兹曼恒量； 压强和温度的统计意义 基本概念和规律 4 .能量按自由度均分原理. 物质分子每个自由度平均动能为: 5 .理想气体内能 其中 i=t+r+2s, 而t、r、s分别为分子的平动、转动、振动自由度。 6 .麦克斯韦速率分布定律 dN/N=f(v)dv. 速率分布 曲线： f(v) v 0 7 .三种速率 最概然速率 平均速率 方均根速率 8 .气体分子的平均碰撞频率和平均自由程 平均碰撞频率 平均自由程 9 .一摩尔真实气体的范氏方程. a,b,的修正意义 三个速率的物理意义及它们的用途 11.摩尔热容 理想气体等容摩尔热容: 理想气体等压摩尔热容: 迈耶公式: 比热容比: 10.热力学第一定律 热学中的能量守恒，是普适的！ 对于准静态过程： 理想气体的等值过程、绝热过程和多方过程公式 过程 特征 过程方程 吸收热量 对外做功 内能增量 等体V=常量 等压p=常量 等温T=常量 绝热 dQ=0 多方 0 0 0 A+?? 12.循环过程 热机效率 致冷系数 热机效率: 致冷系数: 13.卡诺循环 p V 0 T1 T2 a b c d 热力学第一定律的应用是重点，请同学们熟练掌握。 14.热力学第二定律 开尔文表述 克劳修斯表述 一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，而且各种不可逆过程是相互关联的。 自发的方向 玻尔兹曼熵 克劳修斯熵 S = k ln ? （两平衡态之间的熵变） 任一态下的熵，熵是态函数 微观粒子热运动无序度小 能量品质高 微观粒子热运动无序度大 包含微观状态数少的态 包含微观状态数多的态 热力学几率小的态 热力学几率大的态 熵小的态 熵大的态 能量品质低 15.熵的计算（平衡态下的熵） 熵是态函数 ? 设计一个连接初、终态的可逆过程 ? 熵变与路径无关 ? ? 计算熵作为状态参量的函数形式，然后将初、终态的状态参量代入计算。 理想气体的熵变 ? 大系统的熵变等于各子系统熵变之和 三种方法 课堂讨论题 1 .关于平衡态和准静态. ( 1)什么叫平衡态?如图所示，将金属棒一端插入盛有冰水混合物的容器，另一端与沸水接触，当金属棒各处温度稳定时,它是否处于平衡态? 100 o C 0 o C (2)什么叫准静态过程?气体绝热自由膨胀是不是? 答：否。不受外界影响条件下，一个系统的宏观性质不随时间而变 答：否。 2 .关于速率分布函数,说明各式的意义: ( 8)图中v0将速率分布曲线下的面积分为相等的两部分,试说明v0的意义. f(v) v 0 v0 表示v1 ～v2分子速率的平均值 答：速率大于v0的分子数=速率小于v0的分子数 (9)气体处于某一平衡态时,气体中某一分子速率在v-v+?v之间的概