热学3 实验班.ppt

* 补充 平衡态中，一个分子相对于其他分子的相对速率的平均值的计算。 * 计算题 熵变化的计算。 例子： 温度为T1和T2的两个相同的物体，等压情况下发生热接触，问达到平衡态时，该过程的熵变。假设该过程系统和外界是绝热的。已知物体等压热容量是 例子：电阻器放在温度为T的恒温浴槽中，通电t分钟，电流为I,电阻为R。计算水和电阻器的熵变分别为？ 例子：理想气熵的计算 例子：把1千克的冰投入大湖中，设大湖的温度比冰高出一个微小量，冰逐渐被溶解。问：冰的熵变如何？大湖的熵变如何？两者的熵变如何？ * 循环过程效率的计算 。 例子：卡诺循环过程效率的计算 例子：由两个绝热，两个等压过程构成的 循环过程的效率计算 例子：有两个绝热，两个等容过程构成的循环过程效率的计算 * 由速率、速度分布函数来计算平均值 例子：任何一个f(v), 计算平均速率，内能。 * 选择题、填空题 概念、简单计算 例子：已知山顶和山脚的压强，计算山的高度 例子：由能量均分定理计算双原子刚性分子气体的等容、等压热容量。 例子：关于温标的计算。某温度计，测量0度的物体时读数是1度，测量100度的物体时读数是101度。问该温度计测量50度的物体时读数是多少度 例子：体积变化功的计算。例子：一个系统内能的计算。 例子：雨点落到地面时的速度是？ 1热学系统；例如：下列那个系统不是热学系统 2平衡态的特点；例如：关于平衡态说法错误的是 3热力学第零定律的意义；例如：说今天温度是20度的理论依据是 4三个平衡条件；例如：宏观态的三个平衡条件是 5温度的微观意义； 6过程量、状态量； * 7 强度量、广延量；8 准静态过程；9 可逆过程；10热力学第一定律的表示； 11 第一类永动机违背了什么定律； 12 玻尔兹曼关系；13 熵的本质（混乱程度的度量）；14 热力学第二定律的五种表述形式；15第二类永动机违背了什么定律；16宏观态、微观态的关系；17两条绝热线不可能相交、一条绝热线和一条等温线只能有一个交点； 18单纯气体的平均自由程的表示，自由程的意义；19粘滞系数、热传导系数、扩散系数和哪些量有关；20 三种输运现象输运的物理量是；21理想气体碰壁数的表示；22刚性分子散射截面的表示，散射截面的意义； 23麦克斯韦速率分布，f(v)dv,Nf(v)dv;24理想气体压强的微观表示；25能量均分定理； 26经验温标的三要素，理想气体温标，绝对温度和摄氏度的关系； * 概念，填空题 例子：热学基本微分方程是 。玻尔兹曼关系是 。 只有体积变化功的系统，等温等容过程朝 不增加的方向发生。 * 简答题 例子:提高热机效率的手段 例子：为什么双原子分子气体在低温时的摩尔等容热容量小于7/2R 例子：把冰箱的门打开来降低房间的温度是否可行。 例子：功和热量的区别。 例子：橡胶在可逆等温拉伸时出现结晶，橡胶的熵如何变化？此过程是吸热还是放热？ 例子：用熵和热量的关系来解释相变潜热。 * 压强的严格推导 分子遵循麦克斯韦速度分布 推导方法：微元法 具体推导 1）考虑系统中速度处在 范围的分子。 问：在dt时间和dA面积的壁发生碰撞的这些分子的动量改变之和是？ 2) 考虑所有的分子。也就是分子的速度不受限制。 问：dt时间内对dA面积的壁碰撞的分子数的动量改变之和？ * 分子系统的混沌性： 3）单位时间和单位面积的器壁发生碰撞的所有分子的动量变化之和(压强) 第六讲 熵和热力学第二定律 1.熵 系统的宏观态和微观态。 * 宏观态：热学平衡态。用（T，P)来描写或者确定 视频 微观态(系统的)：确定了每个分子的坐标和动量，就确定了系统的一个微观态。 在系统的同一个宏观态下， 存在很多个微观态。 一个宏观态对应的微观态 数目W具有重要的意义。 孤立系：各个微观态 出现的概率是一样的。 等概率原理 例子：抛硬币，正面向上和反面向上出现的概率是一样的。 执骰子：各点向上的概率是一样的。 宏观态对应的微观态的数目越多------宏观态出现的概率越大 * 1)单个分子的态的确定 经典：确定了分子的坐标和动量，就 确定了分子的一个态。(单原子分子) 空间：用单个分子的坐标和动量为垂直坐标轴张成的抽象空间。 空间的一点对应于分子的一个态。 例子：三维分子的 空间是6维抽象空间。 量子： 测不准原则：一个分子不可能同时具有确定的动量和坐标。 一个分子的坐标的不确定度和动量的不确定度具有如下的关系： 3维的单个分子的态：由 空间大小为 的体积元表示。 * 空间图示 2）宏观态和系统微观态的图示 * 宏观态由U和V确定。 * 假设一个一维(L)的容器中装