第一节温度和温标第一章热学基本概念和物质聚集态铂电阻温度计 .ppt

例题8 一热气球的容积为 2.1 x 104 m3，气球本身和负载质量共4.5 x 10 3kg，其外部空气温度为20℃，要想使气球上升，其内部空气最低要加热到多少度 ？标准状态下，空气的密度ρ0=1.29 kg/m3. 解：标准状态下，空气的密度ρ0=1.29 kg/m3. ρ1,ρ2表示气球内外的空气密度 由于热气球内外的压强平衡 则有：ρ1=ρ0T0/T1，ρ2=ρ0T0/T2 (ρ1-ρ2)Vg=mg T2＝357K（84℃） 第三节 气体 第一章 热学基本概念和物质聚集态 4. Van der Waals方程 第一个气体分子自由活动的空间 气体分子自由运动的空间 V-b 体积修正值b是1mol气体分子所占据的空间 PK =RT /(V-b) ◆分子斥力引起的修正 容器容积：V＝L3 第二个气体分子自由活动的空间 第N个气体分子自由活动的空间 第三节 气体 第一章 热学基本概念和物质聚集态 ◆分子引力引起的修正 压强修正值 引力作用半径 R0 β p i a 第三节 气体 第一章 热学基本概念和物质聚集态 第三节 气体 第一章 热学基本概念和物质聚集态 例题9 （1－20） P=25. 39atm P=29. 35atm ◆范德瓦耳斯(Van Der Waals，1837～1923) 第三节 气体 1873年 博士论文《论气态和液态的连续性》 提出了关于气态和液态的“物态方程” 论证了“气液态混合物不仅以连续的方式互相转化，且具有相同的本质”. 1910年 获得诺贝尔物理学奖. 第一章 热学基本概念和物质聚集态 第四节 固体 ◆晶体crystal中的原子（离子）在空间按一定规律做周期性排列，是有序结构. ◆单晶的物理性质各向异性，具有长程有序. ◆多晶是由大量晶粒构成，晶粒的数量级为10-6～10-5 m. NaCl晶体结构图 富勒烯 第一章 热学基本概念和物质聚集态 ◆非晶态 物质中的微观粒子排列具有短程有序、长程无序的结构特征. 非晶态固体宏观上表现为各向同性，熔化时无明显的熔点存在，只是随温度的升高而逐渐软化，粘滞性减小，并逐渐过渡到液态. 第四节 固体 固体中，由于分子间距很小，分子间作用力很大，分子只能在各自的平衡位置上作微小的振动 第一章 热学基本概念和物质聚集态 一般只存在于低温 范德瓦尔斯力 分子 分子晶体 硬度大、导电、熔点高 金属键 金属离子和自由电子 金属晶体 硬度大、绝缘、熔点高 共价键 原子 原子晶体 熔点高 离子键 正、负离子 离子晶体 物理特性 结合力形式 粒子类型 晶体类型 晶体中原子的有序排列是原子间相互作用的结果； 晶体结合力的形式是决定晶体结构、类型和物理化学性质的重要因素； 原子间结合力的性质与规律是研究晶体结构与物性的基础。 第五节 化学键 第一章 热学基本概念和物质聚集态 离子晶体 ⅠΑ族的碱金属元素与ⅦΑ的卤族元素 吸引力：正负离子的库仑作用 排斥力：正负离子的满壳层电子云重叠时产生斥力 离子晶体（离子键是满壳层结构）结合力强，具有硬度高、熔点高、绝缘性好等特点 1. 离子键（Ionic bond） 离子 晶体 NaF NaCl KF KCl 结合能ev 3.87 3.3 3.78 3.38 表1—1 离子晶体的结合能 第五节 化学键 第一章 热学基本概念和物质聚集态 2. 共价键（Covalent bond ） 原子晶体 共价键是原子结合成分子最普遍形式 ⅣΑ族原子C、Si、Ge，ⅤΑ、ⅥΑ和ⅦΑ的元素晶体 共价键的特征是有饱和性、方向性 第五节 化学键 第一章 热学基本概念和物质聚集态 表1—2 共价键的结合能 共价键 键能ev 共价键 键能ev 共价键 键能ev H - O 4.84 C = O 7.74/2 O = O 5.15/2 H - H 4.49 C - O 3.65 C - C 3.65 H - C 4.31 C = C 6.56/2 N = N 4.36/2 金刚石分子结构 第五节 化学键 第一章 热学基本概念和物质聚集态 3. 金属键 原子实与大量的“共有化” 自由电子结合成金属晶体. 金属晶体（Metallic Crystal） 由大量晶粒构成的多晶体 晶粒的线度为10 –6 m～10 –5 m量级 第五节 化学键 第一章 热学基本概念和物质聚集态 * * 宋国利教授 哈尔滨学院物理系 第一章 热学基本概念和物质聚集态 第一节 温度和温标 第二节 分子力与分子运动 第三节 气体 第四节 固体 第五节 化学键 第六节 液体 第七节 物质聚集态随状态参量的转化与共存 了解建立理想气体温标的过程、目的和实验基础； 掌握分子力和分子热运动对于物质的物理化学性质，特