12-1温度理想气体状态方程.pptVIP

例: 一容器内贮有气体,温度是27?C, (1)压强为1.013 ?105Pa时,在1m3中有多少个分子; (2)压强为1.33 ?10 –5Pa,在1m3中有多少个分子? 解: (1) (2) 洛喜密脱常量： 标准状态下，1m3气体所含的气体分子数 * * * * 热 学 热现象：与温度有关的物理性质的变化，统称为热现象。 物体受热后，温度升高，体积膨胀；水被加热后，… 热 学 热学是研究热现象的理论。 在1592—1600年间，伽利略制作了人类第一支空气温度计 李冰父子利用岩石加热再骤冷会裂开的原理开凿都江堰 热学发展历史 1714 年法伦海脱建立的华氏温标，1742 年摄尔修斯建立的摄氏温标 随着蒸汽机的广泛应用， 促使人们对水蒸气热力性质的研究及对改善蒸汽机性能的研究，从而推动了热学的发展。 19世纪热力学第一定律和第二定律诞生 开尔文 鲁道夫·克劳修斯 萨迪·卡诺 路德维希·玻尔兹曼 约西亚·威拉德·吉布斯 科学家进一步追根问底, 希望从分子和原子的微观层次上来说明物理规律, 气体分子动理论应运而生 .玻尔兹曼与吉布斯发展了经典统计力学。 量子力学的引进而建立了量子统计力学，同时非平衡态理论更进一步的发展，形成了近代理论与实验物理学中最重要的一环。 热学的研究方法 1.宏观法 由观察和实验总结出来的热现象规律，构成热现象的宏观理论，叫做热力学。 2. 微观法 从物质微观结构出发，即从分子、原子的运动和它们之间的相互作用出发，去研究热现象的规律。热现象的微观理论叫统计物理学。 热力学三大定律 分子运动论，统计力学和涨落现象理论 宏观基本实验规律 热现象规律 逻辑推理 微观模型、假设 统计方法 热现象规律 §12-1 温 度 12-1-1 平衡态 状态参量 在热力学中，所研究的物体或物体组叫做热力学系统。 能量交换和物质交换 系统所处的外部环境称为外界。 孤立系统， 封闭系统，开放系统 大量微观粒子（分子、原子）构成的体积有限的物体体系 体积无限系统（如宇宙）、少量粒子系统 都不是热力学系统。 开放系统：与外界既有能量 又有粒子交换。 孤立系统：与外界没有任何相互作用，既 无能量交换、也无粒子交换。 封闭系统：与外界有能量交换、 但无粒子交换。 孤立系统， 封闭系统，开放系统 刚性绝热壁 外界 孤立系统 系统 系统 外界 开放系统 外界 导热壁 外界 封闭系统 系统 导热壁 刚性绝热壁 外界 系统 系统 外界 外界 导热壁 外界 系统 例，保温瓶。 例，铁桶中放入热水，再封闭起来。 例，铝壶在火上烧水。 导热壁 孤立系统 封闭系统 开放系统 一、平衡态 在不受外界条件影响下，经过足够长的时间后，系统必将达到一个宏观性质不随时间变化的状态，叫做平衡态。 平衡态的特征： 系统内没有宏观粒子流动和能量流动。 处在平衡态的系统的宏观量不随时间改变，但是组成系统的大量分子仍在作热运动，而且因为碰撞，每个分子的速度经常在变，这称为热动平衡。 A部气体 B部 平衡态 冷 热 稳定态 1） 2） 稳定态：有能量流或粒子流，各处宏观性质不随时间变化的状态。 平衡态是一种理想状态，在实际中并不存在完全不受外界影响，而宏观性质绝对保持不变的系统，所以，平衡态是一个理想的概念。但是在许多实际问题中，可以把实际状态近似地当作平衡态来处理。 热力学系统的平衡状态应理解为[ ] A.系统的宏观性质不随时间变化的状态； B.系统各处压强和温度相同的状态； C.系统在恒定的外界条件下，与外界无宏观能量和物质交换时，经足够长时间后达到的稳定状态； D.系统中每个分子都处于平衡的状态。 #1a0801001a 二、状态参量 我们把可以独立变化又足以确定热力学系统平衡态的一组宏观物理量称为状态参量。 描述热力学系统的状态参量： 1）几何参量（如体积） 2）力学参量（如压强） 3）化学参量（如系统中各种成分的摩尔数） 4）电磁参量（如电场强度和磁场强度） 在一般情况下，需使用以上四类状态参量来描述热力学系统的平衡态。 态函数：由平衡态确定的其他宏观物理量（如温度，内能等）都可以表示为这四类状态参量的函数，称为态函数。 广延量：具有可加性， 如体积，内能等等 强度量：不具有可加性， 如温度，压强等等 宏观物理量 日常生活中，常用温度来表示冷热的程度。 极寒 －40℃或低于此值 　　温暖 18～19.9℃ 严寒 －20～－29.9℃ 暖　20～21.9℃ 　 大寒 －10～－14.9℃ 　 热 22～24.9℃ 　 小寒 －5～－9.9℃ 　　 炎热 25～27.9