物质运动形态具有多样性..pptVIP

* * 第二篇 热学 物质运动形态具有多样性 机械运动、热运动、电磁运动… 热运动: 物体中分子或原子的无规则运动. 宏观表现为物质的热现象、热性质. 热学: 研究分子热运动规律、分析物质热现 象、热性质规律的理论. 热学的经典理论: 宏观理论—热力学: 实验基础+归纳、推理 微观理论—分子动理论: 力学模型+统计方法 第六章 气体动理论 目的: 根据理想气体的微观模型,运用统计 方法,研究气体的宏观性质和规律. 方法: 建立宏观量和微观量之间的关系, 揭 示气体热性质和规律的本质. §6-1 状态 过程 理想气体 研究对象: 大量分子、原子所组成的系统. ——热力学系统.对应于“外界”. 特征: 大量. 1mol物质分子数的量级为1023. 不停顿的无规则热运动—布朗运动. 问题:如何描述系统热运动状态变化的规律? 一.状态和状态参量 质点系统的机械运动状态可以用一组 ri、vi 描述. 热学系统的状态若也可用ri、vi 描述, 则要解1023个牛顿方程. 没必要,也不可能. ——三个质点的系统: “混沌”现象. ——大量微观粒子系统遵循统计规律. 宏观描述: 从整体上对系统的状态进行描 述的方法. 宏观量:用来表征系统状态和属性的物理 量.例:温度、压强等. 微观量:描述一个微观粒子运动状态的 物理量.例:分子的直径、质量等. 宏观量可以直接用仪器测量,一般能被人 的感官所察觉. 微观描述:从对微观粒子的运动状态分析 入手,从而对系统的状态加以描述的方法. 微观量一般不能被人的感官察觉,也不能 直接测量. 状态参量: 用来描述状态的宏观参量. 几何参量—体积 力学参量—压力 电磁参量—极化、磁化强度 化学参量—质量、摩尔数 最简单的热力学系统——理想气体 压强p 的单位：帕斯卡（帕，Pa） 热力学温度T 的单位：开尔文( K ) 1标准大气压(atm)=1.01×105(Pa) p、V、T 状态参量: T = t + 273.15 (t :摄氏温标) 体积V : 标准状态下,1mol理想气体所 占据空间体积22.4×10-3m3. 平衡态: 在不受外界影响的条件下,一个系 统的宏观性质不随时间改变的状态. 二.平衡态和平衡过程 理想气体的平衡态用p、V、T 描述. 平衡态从微观统计的角度看是动态平衡. 处于平衡态的气体, p、T 、n 处处相等, 不随时间变化. 平衡态可用宏观参量描述. 状态方程: 描述平衡态的宏观参量间的函数关系. 理想气体的平衡态在p～V 图上是一个点. 平衡过程: 系统状态变化所经历的一系列 中间状态无限接近于平衡状态的过程. 终了 (平衡态) 扩散 (非平衡态) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 开始 隔板 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 抽去隔板 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 等 温 线 容 等 线 压 等 线 p V 0 平衡过程在 p～V 图上用一条曲线表示. (等体升温)平衡过程的实现 T dT + 1 大热源 + T 2dT 1 大热源 T 2 大热源 T 1 系统 + T dT 1 系统 T 2 . . . 系统 M M mol p V = R T 三.理想气体的状态方程 只适用于平衡态; 非理想气体不遵守此方程. 三个变量 p、V、T ,只有两个独立; 理想气体: 在?不太高、p不太大、T 不太低范 围内,满足:R.Boyle、J.L.Gay-Lussac、 和 J.A.C.Charles 三实验定律的气体. 理想气体状态方程的 又一表示形式: 玻耳兹曼常数: m 组分、无化学反应的平衡态混合气体 对器壁的正压力满足“力的叠加原理” : §6.2 分子热运动和统计规律 一.分子热运动的基本特征: 混乱性和无序性; 服从统计规律. 宏观量是相应的微观量的统计平均值; “涨落现象” 二.分布函数和统计平均值 随机事件A~ 偶然性, 大量随机事件A~ 统计的分布规律. 如:某次考试的成绩; 打靶的命中率; 灾害的发生; …… 总人数: 某成绩段: (w?w+?