关关雎鸠南邮大学物理理想气体状态方程(热力学基础).pptVIP

* 第一章 理想气体状态方程 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 . 1）具有可靠性； 2）应用宏观参量 . 特点 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 . 两种方法的关系 气体动理论 热力学 相辅相成 1）揭示宏观现象的本质； 2）有局限性，与实际有偏差，不可任意推广 . 特点 一、状态参量的含义 1.压强P 从力学角度描写气体状态的物理量。—单位面积的压力。 国际单位：牛顿/米2，N·m-2, 帕（Pa） 1 Pa=1 N·m-2, 常用单位：大气压，atm §1.理想气体状态方程 / 二、状态参量的含义 其它单位： 厘米汞柱，cmHg 托，Torr 2.体积 V 从几何角度描写气体状态的物理量。 ----气体分子活动的空间体积。 对于理想气体分子大小不计，分子活动的空间体积就是容器的体积。 §1.理想气体状态方程 / 二、状态参量的含义 国际单位：米3，m3 常用单位：升，l 3.温度T 从热学角度描写气体状态的物理量。 国际单位：绝对温标 T 开，k 常用单位：摄氏温标 t 度， §1.理想气体状态方程 / 二、状态参量的含义 二、理想气体状态方程 1.什么是理想气体 理想气体是一种理想化的模型，它的模型有两种。 宏观模型 温度不太低 压强不太高 §1.理想气体状态方程 / 一、理想气体状态方程 微观模型 分子间的作用力不计 分子的体积不计 两种模型是等价的，当气体的压强较低时，气体较稀薄，分子间的距离较大，则分子间的作用力可忽略不计，且分子间的距离远远大于分子本身的线度，分子的体积也可忽略不计。 2.什么是热平衡态 在外界条件一定的情况下，系统内部各处均匀一致，宏观性质不随时间 t 改变。 §1.理想气体状态方程 / 一、理想气体状态方程 例如：在一个容器中间，有一隔板，一边为真空，另一边盛有气体，如果外界条件不变的情况下，气体处于热平衡态， 当抽出隔板后，右边的气体向左边扩散，气体密度不均匀，气体处于非平衡态，经过一段时间后，内部均匀一致，达到新的热平衡态。 隔板 真空 §1.理想气体状态方程 / 一、理想气体状态方程 理想气体处于热平衡态下时，各状态参量之间的关系。 1. 摩尔数： 气体质量 摩尔质量 单位：摩尔，mol 2.普适气体恒量 R 1摩尔气体在标准状态下： 或 §1.理想气体状态方程 / 二、状态参量的含义 由理想气体状态方程: 分子的质量为 m0，分子数为 N， 气体质量： 摩尔质量： N0为阿伏加德罗常数， §4.温度公式 / 一、温度公式 其中 k为玻尔兹曼常数 为分子数密度 §4.温度公式 / 一、温度公式 三、适用条件 ①.理想气体 ②.处在热平衡态 理想气体状态方程 ①.理想气体 ②.处在热平衡态 气体定律 ③.质量不变 ④.同种气体 §1.理想气体状态方程 / 三、适用条件 *