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第一章 温度 (Temperature) §1.1 宏观和微观 §1.1 宏观和微观 热力学系统以外的物体称为外界。 * 热 学 热现象：由于物体温度的变化而引起物体性 质、形态的变化。 热现象的例子：热胀冷缩、相变、高温退磁。 热运动：物体中分子或原子无规则的运动。 热 学：研究物体的热性质及热运动的规律。 绪 论 一、热学的研究对象 宏观法与微观法相辅相成。 二、热学的研究方法： 优点：可靠、普遍。 优点：揭示了热现象的微观本质。 1.宏观法. 最基本的实验规律 逻辑推理(运用数学) 热力学。 缺点：未揭示微观本质。 2.微观法. 物质的微观结构 统计力学 统计方法 + 其初级理论称为气体分子运动论(气体动理论) 缺点：可靠性、普遍性差。 §1.2 温度 §1.4 理想气体温标 §1.3 理想气体状态方程（自学） 例：若汽缸内气体为系统， 其它为外界 一、热力学系统与外界 1. 热力学系统： 1).它包含极大量的分子、原子。 2)以阿佛加德罗常数 NA =6×1023计。 热力学研究的对象 2.外界： 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。 1）广延量：可以累加，如 M、V、E 等。 2）强度量：不可累加，如 P、T 、? 等。 如：分子质量m、直径 d 、速度 v、动量 p、能量 ? 等。 微观量与宏观量有一定的内在联系。 例如：压强?大量分子对器壁的冲力的平均值 描述系统内微观粒子的物理量 2. 微观量 在不受外界影响的条件下，系统的宏观性质 不随时间改变的状态，称为平衡态。 三、平衡态 1.平衡态定义 2.说明： 1).平衡态是一个理想化模型， 主要研究平衡态的热学规律。 2）动态平衡 但是，宏观量不随时间 改变。 微观上 无规则的热运动 粒子数是宏观量 处在平衡态的系统的宏观量，如压强P， 不随时间改变， 但不能保证任何时刻大量分子 撞击器壁的情况完全一样， 这称为涨落现象， 分子数越多，涨落就越小。 上例中两侧粒子数不 可能严格相同，这里 的偏差也就是涨落。 布朗运动是可观测的涨落现象之一。 3）涨落 §1.2 温度 A B A B 绝热板 导热板 A、B 两体系互不影响 各自达到平衡态 A、B 两体系的平衡态有联系 达到共同的热平衡状态（热平衡）， A、B 两体系有共同的宏观性质， 称为系统的温度。 处于热平衡的多个系统具有相同的温度 温度测量 A B C 设 A 和 B、B 和 C 分别热平衡， 则 A 和 C 一定热平衡。 （热力学第零定律） A B A 和 B 热平衡， TA=TB ； B A， A 改变很小，TA 基 本是原来体系 A 的温度 之间百等份，就是摄氏温标（Co）。 酒精或水银 冰水混合，B 上留一刻痕， 热胀冷缩特性： 标准状态下， 水沸腾，又一刻痕， 理想气体的状态方程 一、玻意耳——马略特定律 等温 二、查理定律 等容 三、盖吕萨克定律 等压 理想气体： 严格遵守玻意耳定律的气体 2）方程只适用于平衡态。 M M mol P V = R T -1 -1 R = 8.31 J . mol . K 四、理想气体的状态方程 注意： 1）方程中有三个变量 P、V、T , 其中只有两个变量是独立的； §1.3 理想气体温标 热胀冷缩 理想气体的状态方程 定义理想气体温标 T， T P 273.16 K 气相 液相 固相 临界点 609Pa 水的相图， 水银或酒精温度计 温标不准确 理想气体温标 使 气体 PV? T 三相点只有一个 第二章 气体分子运动论 § 2.1 理想气体的压强与温度（2.1、2.2） § 2.5 气体分子的平均自由程（2.9） § 2.4 玻耳兹曼分布律（2.6） § 2.3 麦克斯韦速率分布律（2.4） § 2.2 能量均分定理（2.3） 绪论 一. 微观模型 1、对单个分子的力学性质的假设 1).分子当作质点，不占体积； （分子的线度分子间的平均距离） (理想气体的微观假设) 2).分子之间除碰撞的瞬间外，无相互作用力。 （忽略重力、粘滞阻力等） 3).弹性碰撞 （动能不变） 4).服从牛顿力学 2 - 1 压强公式 2、对大量分子组成的气体系统的统计假设： dV dN V N = n = dV----体积元（宏观小，微观大） （2）平衡态时分子按位置的分布是均匀的， 即分子数密度到处一样，不受重力影响； （1）分子的速度各不相同，而且通过碰撞不断变化着； （3）平衡态时分子的速度按