物理教学课件作者王英杰邹彬第8章课件.pptVIP

物理 第8章 第一节　内能　热传递　热量 内能 物体中的分子由于永不停息地作无规则的运动，而具有的动能称为分子动能。另一方面，在分子力相互作用的范围内，对应于分子间的相对位置，分子所具有的势能，称为分子势能。 物体内所有分子动能的平均值称为分子的平均动能。 物体内部所有分子的热运动动能和分子势能的总和，称为物体的内能(internal energy)，　也称为热力学能(thermodynamic energy)用“U”表示。 在常温常压下，气体分子间的间距很大，分子力很小。如果忽略了分子力的作用，就可以忽略气体之间的分子势能，这时气体的内能仅与温度有关。我们把这样的气体称为理想气体。 第一节　内能　热传递　热量 内能的变化 内能与机械能通过做功可以相互转换。但做功并非改变内能的惟一方式。 我们把不通过做功而使物体的内能改变的过程称为热传递(heat passage)。热传递有热传导、对流和热辐射三种方式。  热量 热传递时所转移的内能的多少，称为热量(quantity of heat)，常用符号Q表示。习惯上所谓“物体吸热(或放热)多少”，真正意思是说：“由于热传递的结果，物体的内能增加(或减少)多少。” 热传递的条件是物体之间必须有温度差。 称为热平衡方程。 在国际单位制中，内能和热量的单位都是焦耳(J)，此外，过去工程中习惯上常用的热量单位有卡(cal)、千卡(kcal)等单位。工业上常说的大卡实际上就是指千卡。 第二节　物态变化时的潜热 物质的固态、液态和气态是物质的三种状态，它们具有明显的物理特征，在一定的条件下这三种状态是可以互相转化的。我们把物质物理状态的变化，统称为物态变化。 在温度不变的情况下，物态发生变化时物质要吸收或放出一定的热量，这种热量称为潜热。 熔化与凝固 物质通过吸收热量由固态变成液态的过程，称为熔化(smelt)，相反，从液态转变为固态的过程称为凝固(solidify)。 晶体与非晶体在熔化时表现出不同的特征，其原因就是由于它们存在不同的内部结构。晶体具有一定的熔化温度─—熔点，而非晶体则没有固定的熔点。物质在熔化时要吸收热量，在凝固时要放出热量。  熔化热 单位质量的某种晶体物质，在熔点完全变成同温度的液体时所吸收的热量，称为这种晶体的熔化热(λ)。在国际单位制中，熔化热的单位是焦耳每千克(J/kg)。  如果某晶体物质的质量为m，熔化热为λ，则它完全熔化时所需要的热量为 由液体凝固为晶体的过程称为结晶。 对于非晶体，如塑料、玻璃、松香等，其微观结构与液体相似，在加热熔化过程中由于不需为破坏空间点阵结构而消耗能量，所以，其温度会不断地上升，宏观上表现出非晶体没有固定的熔点。因此，也就没有一定的熔化热。  汽化与液化 物质从液态变成气态并吸收热量的过程，称为汽化(vaporization)，由气态转变为液态的过程称为液化(fluidify)，又称为凝结。 汽化有两种方式:蒸发和沸腾。仅仅在液体表面发生的汽化，称为蒸发(evaporate)。在一定压强下，液体的温度升高到某一温度时，在液体内部和表面同时发生的汽化，称为沸腾(secthe)。沸腾时液体的温度保持不变，这个温度称为沸点(boiling point)。 单位质量的液体，在一定温度下完全变成同温度蒸气时所吸收的热量，称为这种液体在该温度下的汽化热(γ)。 在国际单位制中，汽化热的单位也是焦耳每千克(J/kg)。 第二节　物态变化时的潜热 例8-1　在地球大气层上空垂直太阳光的平面上，每秒钟每平方米可接收到1.35×103J(记为I=1.35×103W/m2)的太阳能，这些能量的大部分被大气层吸收，全年平均起来大约15％到达地面。已知地球的半径约R0=6.4×106m，地面水域占全球面积的71％，平均汽化热可估计为γ=2.47×106J/kg，试估算每秒钟进入大气的平均水蒸发量m。 饱和蒸汽与未饱和蒸汽 当单位时间内从液面飞出的分子数等于返回液体的分子数时，液面上方的蒸汽密度就保持不变，液体也不会减少，此时称为液体饱和蒸汽达到了动态平衡。关于动态平衡必须注意以下几点： (1) 处于动态平衡时，液体的蒸发仍不断在进行； (2) 处于动态平衡时的蒸汽密度与温度有关，温度越高，达到动态平衡时的蒸汽密度越大； (3)