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2011-2012 热学期末复习 第一章 温度 几个概念：平衡状态、状态参量、温度、温标、物态方程 两个定律：热力学第零定律、玻意耳定律 平衡状态 在不受外界条件影响下，经过足够长时间后，系统所达到的一个宏观上看来不随时间变化的状态。 而微观上大量粒子做无规则的热运动。 平衡态是一种热动平衡 状态参量 描述系统状态的变量 温度 为了描绘一个系统与另外一个系统处于热平衡所需要的一个物理量。 温标 物态方程 热力学第零定律 在不受外界影响的情况下，只要A和B同时与C处于热平衡，即使A和B没有接触，它们仍然处于热平衡状态，这种规律被称为热力学第零定律. 玻意耳定律 实验证明：当一定质量气体的温度保持不变时，它的压强和体积是一个常量。 第二章 气体分子动理论的基本概念 分子动理论 几个公式 分子动理论的三个基本观点： 1、宏观物体由大量原子或分子构成，原子或分子之间有空隙。 2、分子作永恒的无规则运动，运动的剧烈程度与物体的温度有关。 3、分子与分子之间存在相互作用力 几个公式 分子的方均根速率 第三章 气体分子热运动速率和能量的统计分布率 概念：速率分布函数；最概然速率；平均速率；方均根速率；误差函数（了解）；自由度；内能；热容。 定律：麦氏速率分布率；麦氏速度分布率；玻尔兹曼分布率。 定理：能均分定理。 最概然速率： 平均速率： 方均根速率： 麦克斯韦速度分布律 在平衡状态下，当气体分子间的相互作用可以忽略时，速度分量vx 在区间 vx – vx +d vx 内， vy 在区间 vy - vy +d vy 内， vz 在区间 vz – vz +d vz 内的分子的比率为 这个结论叫麦克斯韦速度分布律。 速度分量的分布函数 速度分量vx的分布函数 同理有vy的分布函数 vz的分布函数 玻耳兹曼从速率和空间能量分布的观点出发，进一步运用统计物理学基本原理得到，分子速度处于 区间内，坐标处于x～x+dx，y～y+dy，z～z+dz的空间体积元dv=dxdydz内的分子数为 第四章 气体内的输运过程 概念：平均自由程；平均碰撞频率。 三个现象的宏观规律：黏性现象；热传导现象；扩散现象。 三个系数：黏性系数；导热系数；扩散系数。 平均自由程 平均碰撞频率 黏性现象（牛顿黏性定律） 热传导现象（傅里叶定律） 扩散现象（斐克定律） 黏性系数 导热系数 扩散系数 三系数与气体状态参量的关系 第五章 热力学第一定律 如果热力学系统包含许多部分，各部分之间没有达到平衡，各部分相互作用很小，各部分本身能分别保持平衡态，系统总的内能等于各部分内能之和： 理想气体定压热容与定容热容的差 三、等温过程 第六章 热力学第二定律 I、热力学第二定律 卡诺定理 II、热力学定律与态函数 热力学第零定律： III、热力学第三定律——绝对零度不能达到原理 能斯特定理(1906年）：凝聚系的熵在等温过程中的改变随绝对温度的近于零（T→0K)而趋于零，即为 IV、热力学概率W与自然过程的方向 四、熵与热力学概率 满足玻尔兹曼关系： 6.3 一理想气体准静态卡诺循环，当热源温度为100℃，冷却器温度为0℃时，作净功800J，今若维持冷却器温度不变，提高热源温度，使净功增加为1.60×103 J，则这时： （1）?热源的温度为多少？ （2）?效率增大到多少？设这两个循环都工作于相同的两绝热线之间。 解： （1） 如上图，卡诺循环1234和1′2′34的两条绝热线相同，所以它们放给低温热源的热量相等，即 Q2=Q2′ 循环1234的效率为 η=A/Q1=A/（A+Q2）=1－（T2/T1） ∴ Q2=AT2/（T1－T2） 循环1′2′34的效率为 η′=A′/Q1′=A′/（A′+Q2′）=1－（T2/T1′） ∴ Q2′=A′T2/（T1′－T2） 根据Q2=Q2′，有 A T2/（T1－T2）=A′T2/（T1′－T2） 代入已知，解之，可得 T1′=473 K （2）η′=1－T2/T1′=1－273/473=42.3% 6.5 一可逆卡诺热机低温热源的温度为7.0℃，效率为40%。若要将其效率提高到50%，则高温热源的温度