大学热学第一讲2015.ppt

热学 伽利略Galileo Galilei 1.《普通物理学教程·热学》 秦允豪. 高等教育出版社. 2004年6月.2. 《新概念物理教程·第二卷·热学》. 赵凯华, 罗蔚茵.  高等教育出版社. 1998年2月 冷热的感觉 绪论 热学研究的内容与方法 热现象---  温度、气体动理学理论的基本概念、气体分子热运动速率和能量的统计分布律、气体内的输运现象、热力学第一定律、热力学第二定律、固体、液体、相变。 绪论 热是什么 ？ 焦 耳 James Prescott Joule 用热做功——存在限制否？ 卡 诺Sadi Carnot 麦克斯韦James Clerk Maxwell 绪论 冷热的感觉 三、状态参量 系统处于平衡态时宏观性质不变，故可用某些确定的物理量来描述系统的状态，状态参量有以下四类： 力学参量：压强、表面张力等 几何参量：体积、表面积等 电磁参量：电场强度、电极化强度、等 化学参量：质量、摩尔数等 §1.1 平衡态 状态参量 §1.2 温度 §1.3 气体状态方程 第一章 温度 §1.1 平衡态 状态参量 §1.2 温度 §1.3 气体状态方程 第一章 温度 §1.2 温度 一. 热力学第零定律 二. 温度 三. 温标 一. 热力学第零定律 * * * * 排序的由来： 十八世纪，随着热机的发明-改进-发展，推动了欧洲的工业革命和机械化大生产，资本家为了赢得最大限度的利润，掀起了永动机的制造热潮。在热力学第一定律问世后， 1745年，法国科学院停止了永动机的一切工作。 * * * * 排序的由来： 紧接着人们转向第二永动机的研制，希望在不违背第一定律的基础上，利用巨大的海洋能源库来为人类服务，可是并非所有满足第一定律的过程都能发生，热过程具有方向性和不可逆性，这导致了第二定律的建立。 * * * * 排序的由来： 1939年Fowler提出了热平衡定律---- 进而1913年，能斯特提出热力学第三定律！ *热力学第零定律内容： 热接触为热平衡的到来创造了条件，互为热平衡的物体具有相同的性质。 热力学第零定律。 1.热接触：系统A,B互相接触，它们之间仅有热交换 如果两个系统发生热接触后，经过一段时间，各自的状态都不再发生变化，到达一个共同的平衡态, 称这两个系统处于热平衡。 A B 说明 ： a. 热平衡是系统之间的特殊状态， 各处于热力学平衡态。 A B b. 热平衡系统间有一个共同的性质。 2.热平衡： 两个系统的热平衡 A B 导热板 由导热板隔开的两个系统共同达到平衡态时 ——热平衡 此时 TA=TB A B 绝热板 导热板 C 与第三个系统达到热平衡的两个系统，互相之间也达到热平衡。 此时 TA=TC=TB ——热力学第零定律 如果两个热力学系统中的任何一个与第三个热力学系统处于热平衡, 那么这两个热力学系统彼此必定处于热平衡. 它的实质在于，指出了温度是表征互为热平衡的系统的共同性质。 . 定律是建立温度科学概念的实验基础. §1.2 温度 一. 热力学第零定律 二. 温度 三. 温标 二. 温度 温度是——决定一系统与其它系统是否 处于热平衡这一宏观特性的描述！ 说明几句: a. 一切互为热平衡的系统都具有相同的温度。 b. 热接触仅为系统间热平衡的建立创造了条件。 c. 温度是平衡态系统的一个热学独有的状态参量！ 温度的微观意义？ 系统平衡态的温度反映系统内分子无规 热运动的剧烈程度。 温度是分子无规热运动的平均平动能 大小的标志。 二. 温度 *热力学第零定律意义： 1.为建立温度的科学概念提供了实验基础。 热接触为热平衡的到来创造了条件，互为热平衡的物体具有相同的温度。 小结： 2. 为建立测温方法提供了手段。 §1.2 温度 一. 热力学第零定律 二. 温度 三. 温标 三. Temperature Scale ?????任何物质的任何属性，只要它随冷热程度发生单调的、较显著的改变，就可用这种属性来计量温度。 所以可有各种各样的温度计，也可有各种各样的温标。这类温标称为经验温标。 注：1779年，全世界有温标19种 温标 实际（经验）温标 理想（非经验）温标 经验温标 1. 建立经验温标的