大学物理总复习-下.doc

第十四章 热力学基础 14-1 平衡态、理想气体状态方程 一、状态参量 P、V、T，单位Pa、m3、K 二、平衡态、准静态过程 1、平衡态：所有状态参量不随时间、位置变化 2、准静态过程：整个变化过程中的任一状态都可以近似看作平衡态（理想模型） 三、理想气体状态方程： 大学物理涉及到的气体都是理想气体，因此该方程普遍存在 注意计算的时候才用国际单位制 14-2 热力学第一定律 内能 功 热量 一、热力学第一定律 吸收的热量转换为气体内能以及对外做功 三个量有正负，正负代表的实际过程不同 3、无限小过程 二、内能、功、热量 1、内能由状态唯一确定；2、三者之间可以转换；3、dW=pdV 14-3 第一定律在等值过程中的应用 一、等体过程，V不变，dW=0, dQ=dE 1、吸收的所有热量全部转化为内能 2、摩尔定体热容 1mol理想气体在等体过程中，温度升高1K所吸收的热量 用摩尔定体热容计算内能变化，该公式可用于任意过程内能变化 单原子、双原子、多原子分子Cv,m分别为3R/2, 5R/2, 6R/2 二、等压过程，p不变，dQ=dE+pdV 1、 2、 3、摩尔定压热容 4、4、比热容比 三、等温过程，T不变，dQ=dW=pdV 14-4 绝热过程 一、Q=0，-dE=dW=pdV 二、绝热方程，一般常用第一个 等温线与绝热线 14-5 循环过程 卡诺循环 一、循环过程：系统经一系列变化后，又回到原来的状态。（内能不变） 1、系统所做的总功，为阴影部分面积，正、负循环对应正、负功 2、热机（正循环）和致冷机（逆循环） 热机：高温热源吸热Q1，低温热源放热Q2， 热量差做功Q1-Q2=W 热机效率 致冷机：低温热源吸热Q2， 高温热源放热Q1， 致冷系数： 循环过程中，热量传递与做功是关键，由此求效率 二、卡诺循环（理想循环，实际循环达不到此效率，这是极限值） 1、由两个等温线、两个绝热线围成 14-6 热力学第二定律 一、开尔文表述：不可能存在这样一种热机——只从单一热源吸收热量使之完全转换为功而 不产生任何其他影响 二、克劳修斯表述：不可能将热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。 14-7 可逆与不可逆过程 一、可逆过程：逆过程能重复正过程的每一状态，而不引起其他变化。 二、不可逆过程： 第十五章 气体动理论 15-1 气体分子热运动与统计规律 一、大量分子都在做无规则、不停息的热运动 二、大量偶然、无序的分子热运动中包含一种规律性——统计规律 15-2 理想气体压强公式 一、理想气体分子模型：自由质点的完全弹性碰撞 二、平衡态气体的统计假设 1、分子数密度处处相等（均匀分布） 2、分子沿各方向运动概率相同 三、理想气体压强公式 n是分子数密度， 为平均平动动能 15-3 麦克斯韦速率分布律 一、速率分布函数 dN —— 速率在 v ~ v + (v 区间内分子数. 1、物理意义：速率在v附近，单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比 2、归一化条件： 3、平均速率和方均根速率 二、麦克斯韦速率分布函数 三个速率 最概然速率：分布在该速率附近的分子数最多 2、一般问题的求解，紧紧抓住 ，具体的函数形式并非最重要。 15-5 温度的微观解释 理想气体状态方程的推证 一、温度的微观解释 温度，是分子运动剧烈程度的宏观表现 二、理想气体定律的推证 15-6 能量按自由度均分 理想气体内能 一、自由度：确定一个物体在空间中的位置，所必须的独立坐标数 单、双、多原子分子自由度分别为3、5、6 二、能量按自由度均分：对单个分子而言，每个自由度上，有kT/2大小的平均动能 1、单个分子平均总动能为 此处动能分为平动和转动动能 2、所有分子的平均平动动能为3kT/2 三、理想气体的内能（忽略分子动能之外的能量） 1、每摩尔理想气体分子内能 理想气体的摩