上海交通大学 大学物理ppt 热力学平衡态.pdf

1 SKIP 2 第6章 热力学平衡态 §6.1 热力学引言 §6.2热力学与平衡态基本问题 SKIP1 3 SKIP2 §6.1热力学引言 热物理学是研究与热现象有关的规律的科学。 热现象是物质中大量分子无规则运动的集体表现。 大量分子的无规则运动称为热运动。 热物理学的研究方法： 1.宏观法. 最基本的实验规律→逻辑推理(运用数学) ——称为热力学(Thermodynamics) 2.微观法. 物质的微观结构+ 统计方法 ——称为统计力学 其初级理论称为气体分子运动论 (Kinetic Theory of Gases) 微观法揭示了热现象的微观本质，如温度、压强的物理意义； 热力学过程的不可逆性等. 4 END §6.2 热力学与平衡态基本问题 一、热力学系统与外界 • 热力学研究的对象——热力学系统. • 它包含极大量的分子。以阿佛加德罗常数 NA = 6.02 ×1023计。 • 热力学系统以外的物体称为外界。 若汽缸内气体为系统，其它为外界 5 二、宏观量与微观量 对热力学系统的两种描述方法： 1. 宏观量 从整体上描述系统的状态量，一般可以直接测量。 如M 、V、E 等——可以累加，称为广延量。 P 、T 等——不可累加，称为强度量。 2. 微观量 描述系统内微观粒子的物理量。如分子的质量m 、 直径d 、速度v、动量p 、能量ε 等。 微观量与宏观量有一定的内在联系。 例如：气体的压强是大量分子撞击器壁的平均效果， 它与大量分子对器壁的冲力的平均值有关。 6 三、平衡态与过程 1。平衡态 （注意有外力场存在时的情况） 在不受外界影响（如作功、传热、物质交换等）的条 件下，（孤立）系统的宏观性质不随时间改变的状态 ——称为（热力学）平衡态 平衡态如： A B 热平衡 热接触 7 说明两个概念： 动态平衡 处在平衡态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，但是系统的宏观量不随时间 改变。这称为动态平衡。 粒子数是宏观量 箱子假想分成两相同体积 的部分，达到平衡时，两