热力学全套课件.pptx

1热物理学绪论

2热学是以研究热运动的规律及其对物质宏观性质的影响，以及与物质其他运动形态之间的转化规律为任务的。按照研究方法的不同，热学可分为两门学科，即热力学和分子物理学。热力学是研究物质热运动的宏观理论。它从基本实验定律出发，通过逻辑推理和数学演绎，找出物质各种宏观性质的关系，得出宏观过程进行的方向及过程的性质等方面的结论。所谓热运动即组成宏观物体的大量微观粒子的一种永不停息的无规则运动。它具有高度的普适性与可靠性。但因不涉及物质的微观结构，而将物质视为连续体，故不能解释物质宏观性质的涨落.

3分子物理学是研究物质热运动的微观理论。它从物质由大量微观粒子组成这一基本事实出发，运用统计方法，把物质的宏观性质作为大量微观粒子热运动的统计平均结果，找出宏观量与微观量的关系，进而解释物质的宏观性质。在对物质微观模型进行简化假设后，应用统计物理可求出具体物质的特性；还可应用到比热力学更为广阔的领域，如解释涨落现象。在大学物理《热学》部分将介绍统计物理学的基本概念以及气体分子运动论的基本内容和作为热力学物理基础的几个基本定律。热力学和分子物理学的研究对象是相同的。它们从不同角度研究热运动，二者相辅相成，彼此联系又互相补充.

4热力学系统平衡态理想气体的状态方程

5对系统的研究可从宏观和微观两方面进行。热力学系统（系统）：在给定范围内，由大量微观粒子所组成的宏观客体。热力学平衡态：一个系统在不受外界影响的条件下，如果它的宏观性质不再随时间变化，我们就说这个系统处于热力学平衡态。热力学平衡态是一种动态平衡，称之为热动平衡。平衡态是系统宏观状态的一种特殊情况。一、热力学系统平衡态确定平衡态的宏观性质的量称为状态参量。常用的状态参量有四类：几何参量、力学参量、化学参量和电学参量。在这一章里，我们只研究处于平衡态的系统。

6一个热力学系统的平衡态可由四种状态参量确定。1.理想气体气体状态方程：表征气体平衡态的三个状态参量T、V、和P之间存在着的函数关系。理想气体：在任何情况下绝对遵守玻意耳—马略特定律、盖—吕萨克定律和查理定律这三条实验规律的气体。二、理想气体的状态方程对于一定量的气体，在平衡态下，如果忽略重力的作用，可以用体积V、压强P、温度T来描述它的状态。理想气体处于热平衡态下时，各状态参量之间的关系：2.理想气体的状态方程

7各物理量的含义：1.压强P—单位面积的压力。国际单位：牛顿/米2，N·m-2,帕（Pa）常用单位：大气压，atm从力学角度描写气体状态的物理量。理想气体状态方程：2.体积V----气体分子活动的空间体积。从几何角度描写气体状态的物理量。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。国际单位：米3，m3常用单位：升，l

83.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，4.摩尔数气体质量摩尔质量单位：摩尔，mol5.普适气体恒量R

9理想气体状态方程：分子的质量为m，分子数为N，气体质量：摩尔质量：NA为阿伏加德罗常数，令:玻尔兹曼常数分子数密度3.理想气体状态方程的变形理想气体状态方程的变形

105.分子之间有间隙。如50l水与50l酒精混合，混合液的体积为97l而不是100l。再如：在2万个大气压下油从钢瓶壁渗出。说明分子之间有间隙。4.分子之间有作用力。当分子间距离较小时为斥力，分子间距离较大时为引力。2.标准状态下，1m3的气体约有1025个分子。1mol气体有6.022?1023个分子。3.分子在不停地作热运动，在常温常压下每秒发生几亿次碰撞。了解有关气体的一些性质:1.气体是由大量分子组成的，气体分子的直径约为10-10m;

11理想气体压强和温度的统计意义

12压强是由于大量气体分子对容器壁碰撞的结果。例如：篮球充气后，球内产生压强，是由大量气体分子对球壁碰撞的结果。我们要用气体分子运动论来讨论宏观的压强与微观的气体分子运动之间的关系。1.研究方法从微观物质结构和分子运动论出发运用力学规律和统计平均方法，解释气体的宏观现象和规律，并建立宏观量与微观量之间的关系。一、理想气体的压强2.关于理想气体的一些假设理想气体的假设可分为两部分：一部分是关于分子个体的；另一部分是关于分子集体的。

131.气体分子本身的线度比起分子间的平均距离来说，小得多，可以忽略不计。（1）分子个体的力学性质假设2.气体分子间和气体分子与容器壁分子之间除了碰撞的瞬间外，不存在相互作用。3.分子在不停地运动着，分子之间及分子与容器壁之间频繁发生碰撞，这些碰撞