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第七章 气体动理论 物理学教程 （第二版） 7-1 平衡态 理想气体物态方程 热力学第零定律 热学涉及到宏观与微观两个层次 热力学与统计物理的发展, 加强了物理学与化学的联系, 建立了物理化学这一门交叉科学 . 宏观理论热力学的两大基本定律: 第一定律, 即能量守恒定律; 第二定律, 即熵增加定律 . 玻尔兹曼与吉布斯发展了经典统计力学 . 科学家进一步追根问底, 企图从分子和原子的微观层次上来说明物理规律, 气体分子动理论应运而生 . 研究对象 热运动 : 构成宏观物体的大量微观粒子的永不休止的无规运动 . 热现象 : 与温度有关的物理性质的变化。 单个分子 — 无序、具有偶然性、遵循力学规律. 研究对象特征 整体（大量分子）— 服从统计规律 . 宏观量：表示大量分子集体特征的物理量（可直接测量）, 如 等 . 微观量：描述个别分子运动状态的物理量（不可直接测量），如分子的 等 . 宏观量 微观量 统计平均 研究方法 1. 热力学 —— 宏观描述 实验经验总结， 给出宏观物体热现象的规律，从能量观点出发，分析研究物态变化过程中热功转换的关系和条件 . 2. 气体动理论 —— 微观描述 研究大量数目的热运动的粒子系统，应用模型假设和统计方法揭示宏观现象的本质 . 气体动理论 热力学 相辅相成 一 气体的物态参量（宏观量） 1 气体压强 ：作用于容器壁上单位面积的正压力（力学描述）. 单位： 2 体积 : 气体所能达到的最大空间（几何描述）. 单位： 标准大气压： 纬度海平面处, 时的大气压. 3 温度 : 气体冷热程度的量度（热学描述）. 单位：温标 （开尔文）. 真 空 膨 胀 二 平 衡 态 一定量的气体，在不受外界的影响下, 经过一定的时间, 系统达到一个稳定的, 宏观性质不随时间变化的状态称为平衡态 .（理想状态） 自发 平衡态的特点 1）单一性（ 处处相等）; 2）物态的稳定性—— 与时间无关； 3）自发过程的终点； 4）热动平衡（有别于力平衡）. * p -V 图上的每一点表示一个平衡态 标准状态： 其中：m 为气体的总质量，M 为气体的摩尔质量。 三 理想气体物态方程