热学 黄淑清 第一章课件.pptVIP

定压气体温度计： (4) 阿伏伽德罗定律 在相同温度和相同压强下，1摩尔的任何气体的体积都相等。 讨论题：如图所示（左右两部分气体体积相同），若两端同时提高10℃，水银柱如何运动？ 10 ℃ H2 20 ℃ H2 水银柱 四、理想气体的p－V－T图 例题：某甲设计了1个 “自动喷泉”装置，其中A、B、C为3个容器，D、E、F为3根细管（其截面积远小于容器截面积），管栓K是关闭的．A、B、C及细管D、E中均盛有水，容器水面的高度差分别如图． (1)．拧开K后D管中水柱是否上升？ (2)．若D管上端足够长时，求拧开K后D中静止水面与A中水面的高度差． (3)．论证水柱上升所需能量的来源． * * 涨落是大量微观粒子的一种统计平均行为，是大量微观粒子如分子、原子、电子等无规则热运动的结果。涨落的相对值通常很小，但在有些现象中仍可观察到，并且可能有很重要的影响。 -------如：布朗运动 * 例题 1-1 * R的定义 图（a） 图(b) * 例题1-2 1-3 * 先假设加热后气体不移动，计算出左右的末态压强，再根据左右压强大小 判断水银柱实际移动方向（右移） 引言 热学的研究对象及内容 物质热运动的性质以及与热现象有关的运动规律 几个概念 热力学系统：把空间或物体的某一部分从周围事物中分隔出来加以研究，这部分在热学中被称为系统。 介质：热力学系统周围能够对系统产生影响的事物。 根据系统和周围介质的关系可以把系统分为 绝热系：被绝热壁所包围，不能与周围介质发生热相互作用的热力学系统。 封闭系：不能与周围介质发生物质交换的热力学系统。 孤立系：既不能与周围介质发生机械的相互作用，又不能与周围介质发生热和物质交换的热力学系统。 根据构成系统的组元可以把系统划分为 单元系：由一种化学成分组成的系统。 多元系：由一种以上化学成分组成的系统。 根据系统性质可以把系统划分为 单相系：系统的各个部分的性质完全一致。 如：纯水、氧气、纯铁等。 复相系：系统由若干个被界面隔开的均匀部分组成。每个均匀的部分被称为一个相。 如：冰、水混合物 热学研究的方法 系统确定以后，定义一些参量，用以描述系统所处状态及其随时间的变化。 两种方法 宏观方法：定义少数几个可以直接感受和测量的物理量：压强、体积、温度、浓度等描述系统所处的状态。 研究参量之间的制约关系及所遵从的热学规律（热力学第零、一、二、三定律）。 微观方法：基于物质的原子学说，假设物质的微观模型，在此模型基础上从理论上探讨物质热运动所遵从的规律。把理论结果与实验相比较，加以验证。 理论中的微观量不能直接感受并加以测量。 热学研究的特点 两种研究方法的出发点完全不同，但两者的联系却十分紧密。宏观方法的状态参量是系统相应微观量的统计平均值。 宏观方法基于实验观测得到的结论具有相当的普遍性，但不够深刻；微观方法往往从特定模型出发讨论问题，得到的结论虽然深刻细致，但一般不具有普遍意义。 热学研究通常都是两种方法的结合，相辅相成。 热学独有的物理量： 热量 温度 什么是热？ 古人2篇关于“热”的“研究论文” 【关尹子】 曰寒暑温凉之变，如瓦石之类，置之火则热，置之水则寒，呵之即温，吹之即凉。特因外物有来有去，而彼瓦石实无去来。 古代的 “热质说” 【论衡?寒温】 夫近水则寒，近火则温，远则渐微，何则？气之所加，远近有差也。 热传导与距离成反比 热动说 培根的归纳法：火焰和沸水都是“热”的，水里却无火（热和火不是一回事）。打铁、摩擦都生“热”，人和动物剧烈运动也产生“热”。因此“热”是物体运动和摩擦碰撞时被激起的，其实质就是运动而不是别的什么。热胀冷缩现象表明，热是发生在物体内部的运动，与物体整体的机械运动没有关系。 科学认识的发展和一个人的成长过程一样都有不能绕过的幼稚阶段。重要的是提出新思路，开拓出新方向，为下一步探索打基础。 伽利略温度计 16世纪 (明) 从钻木取火到商周的青铜器 瓦特早期蒸汽机 1807年 1823年 1892年 第一章 温 度 一切热现象都与系统的冷热程度－－温度有关，给物体的冷热程度以科学的计量是热学的一个基本课题。 §1－1 平衡态 状态参量 1，平衡态：孤立系统所有宏观性质不随时间变化的状态。 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，这种状态叫做平衡态。 100 oc 0 oc 金属杆 2，状态参量：表征系统宏观性