热学第零定律.pptVIP

* * §1.1 热力学系统的平衡态 §1.2 温度与温度计 §1.3 理想气体状态方程 第1章　温度 热力学研究的对象称热力学系统（简称系统）；系统以外的一切物质称为外界或环境。 二．宏观描述与微观描述 宏观量：能反映系统的整体性质，并且可以由实验操作来测定。如气体用Ｐ、Ｖ、Ｔ三个参量来描述。 一．热力学系统 第一节　热力学系统的平衡态 微观量：描述系统中粒子个体行为的某些物理量， 如粒子的坐标、动量、能量等。 平衡态：在不受外界条件影响下，经过足够长时间后，系统必将达到一个宏观上看来不随时间变化的状态。 三．平衡态与非平衡态 稳恒态：存在自由热源或离子流情况下，各处宏观状 态均不随时间变化的状态 讨论：１．稳恒态不是平衡态，如金属棒两端分别与冰水混合物及沸水相接触．经足够长时间后，热流达到某一稳定不变的数值，这时金属棒各处温度不随时间变化，但各处温度不同，所以整个系统（金属棒）仍处于非平衡态。 A B 热 冷 冰水 沸水 金属棒 ２．正确判别“平衡态”与“非平衡态”的方法应该是是否存在热流与粒子流． ３．在自然界中平衡态是相对的、局部的与暂时的，不平衡才是绝对的、普遍的、全局的和经常的． 热力学系统的平衡条件 热学平衡条件：系统内部的温度处处相等 力学平衡条件：系统内部各部分之间、系统与外　　　　　　　界之间应达到力学平衡． 化学平衡条件：在无外场作用下系统各部分的化　　　　　　　学组成处处相等的． 四．热力学平衡 系统处于平衡态时，可用确定的物理量来表征其属性。描述系统状态的物理量称为状态参量． 常用四种状态参量： 几何参量、力学参量、化学参量、电磁参量 对简单系统，如气体，可以用（P、V、T）来描述。 一般，可用三个宏观量（ｘ、ｙ、Ｔ）描述的系统，称为简单系统 五．状态参量 假设两个热力学系统Ａ和Ｂ，使两系统相接触（这种接触叫热接触）后达到一个共同的平衡态，即Ａ、Ｂ彼此达到热平衡。 A B 绝热壁 真空 一. 热力学第零定律 第二节　温度与温度计 假设三个热力学系统Ａ、Ｂ、C C B A C B A 结论：如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡，则它们彼此也处于热平衡。-------热力学第零定律 热力学第零定律的物理意义： （２）第零定律指出了判别温度是否相同的方法。 A B 温度的数值表示法叫温标 建立一种温标需要包含三个要素： 选择某种测温物质，测定它的测温属性； 选定固定点； 进行分度，即对测温属性随温度的变化关系作出规定。 二．温标 （１）互为热平衡的物体之间必存在一个相同的宏观特征。这个决定系统热平衡的宏观特征称为温度。一切互为热平衡的物体都具有相同的温度。 测温属性 温度计 压强 定容气体温度计 液柱长度 液体温度计 热电动势 铂－铑热电偶温度计 电阻 铂电阻温度计 体积 定压气体温度计 表1-1　几种常见的温度计 摄氏温标由瑞典天文学家摄耳修斯（Celsicus）于１７４２年建立。以冰的正常熔点为０℃，以水的沸点为100℃ 问题： 用各种不同的摄氏温度计测量同一对象时，所得结果是否相同呢？ 右图绘出了几种摄氏温度计在0℃－100℃的实验结果 由图可见，用不同测温物质（或同一物质的不同测温属性）所建立的摄氏温标，除冰点和汽点外，其它温度并不严格一致。 要义在于：不同物质或同一物质的不同属性随温度的变化关系不同 三．理想气体温度计 玻意耳定律 (温度不变) 1954年以后，国际上规定只用一个固定点建立标准温标，这个固定点选的是水的三相点，并严格规定它的温度为T3=273.16k。 则： 气体温度计分两种：定容气体温度计和定压气体温度计 如图为定容气体温度计 若保持一定质量的理想气体的体积不变，则 其中 T3 、P3 分别是一定质量的理想气体在水的三相点状态下的温度和压强。 实验表明：用不同的气体所确定的定容温标，除根据规定对水的三相点的读数相同外，对其它温度读数则有一定差别，但差别不大，当气体极稀薄（即P3→０）时，这些差别消失。 同样，通过测量气体的体积也可测得它的温度，相应的温度计叫定压气体温度计 对理想气体需加一极限条件P3→０，这以极限温标叫作理想气体温标。 定义式为： P3→０ T(p) → 373.15k 在热力学第二定律的基础上引入一种温标，它完全不依赖于任何一种测温物质及其测温属性，这种温标称热力学温标，也称绝对温标或开尔文温标。 用这种温标所确定的温度叫热力学温度，用Ｔ表示，单位：Ｋ 在理想气体温标所能确定的温度范围内，理想气体温标和热力学温标是完全一致的 四．热力学温标 五. 摄氏温标和华氏温标 摄氏温标所确定的温度用ｔ表示，定义为： 　　 单位：℃ 摄氏温标和华氏温标的关系： 水的