第一章 热学绪论.pptVIP

热学 绪论 §1 平衡态 状态参量 一、平衡态： 在不受外界影响的条件下，宏观性质不随时间变化的状态。 1、热力学系统的平衡态： 孤立系统最终达到的所有宏观性质都不随时间变化的状态 二、温标 §3 气体的物态方程 一、理想气体的物态方程 1、玻意耳定律 当一定质量气体的温度保持不变，它的压强和体积的乘积是一个常量。 P V = C T 不变 4.混合理想气体的状态方程 道尔顿分压定律: 混合气体的总压强，等于各组分的分压强之和. [说明]: 1 ) 分压强: 某组分摩尔数不变,以化 学纯状态处在与混合气体的温度, 体积相同条件下的压强; 2 ) 只适用于理想气体. * * 一、什么是热学？ 热学是研究有关物质的热运动（热现象）以及与热相联系的各种规律的科学。 是经典物理学的四大柱石之一。 热物理学的研究对象 是由数量很大的微观粒子所组成的系统。 单个分子 — 无序、具有偶然性、遵循力学规律. 研究对象的特征 整体（大量分子）— 服从统计规律 . 宏观量：表示大量分子集体特征的物理量（可直接测量）, 如 等 . 微观量：描述个别分子运动状态的物理量（不可直接测量），如分子的 等 . 宏观量 微观量 统计平均 热学研究方法 2. 热力学 —— 宏观描述 实验经验总结， 给出宏观物体热现象的规律，从能量观点出发，分析研究物态变化过程中热功转换的关系和条件 . 两种方法的关系 气体动理论 热力学 相辅相成 1. 气体动理论 —— 微观描述 研究大量数目的热运动的粒子系统，应用模型假设和统计方法 . 二、热学发展简史 热学的发展史实际上就是热力学和统计物理学的发展史，可以划分为以下几个大的时期。 二.17世纪末~19世纪初 积累了大量的实验和观察事实，为热力学理论的建立作了准备。特别是十九世纪初出现的热机理论和热功当量原理已经包含了热力学的基本思想。 一.远古~17世纪末 主要是关于对“热本质”的定性猜想。 三.19世纪~20世纪初 热力学和统计物理学都获得了长足的发展，由彼此的相互隔绝到后来的互相结合，最终导致了统计热力学的产生。 非平衡态理论还很不完善，有待继续研究和发展。希望大家学好本专业理论，打下扎实的基础，为热学的进一步发展作出贡献！ 四.20世纪初以后 这个时期出现了大量统计物理学和非平衡态理论。形成了现代理论物理学最重要的一部分。 真空 孤立系统 * 2、说明： (1)“孤立系统”---统与外界无物质、能量交换; (2) 是一种理想状态; (3) 动态平衡(热动平衡)； (4)处于平衡态的系统须同时满足三种平衡条件： 力学平衡、热平衡、化学平衡。 (5)平衡态不同于稳恒态； 1. 定义: 描述系统宏观性质或状态的(可由实验 测定的)量.是描述平衡态性质的物理量。 状态参量的选择由系统本身的性质决定. 完整描述热力学系统的平衡态，须引入 一个热学参量---温度 一定体积内单一成分的气体，在平衡态下，忽略重力，用温度，体积，压强来描述。 3 . 说明: 二、状态参量 2. 常见的状态参量: 力学参量： 几何参量： 化学参量： 电磁参量： E, B 1.热平衡 A (p1,v1) B (p2,v2) 绝热壁 A (p1,v1) B (p2,v2) 导热壁 两个系统用刚性壁隔开 §2 温度 一、热力学第零定律 [热平衡] 两个系统在热接触时,通过热交换实现新的平衡,这种平衡称为热平衡. [热接触] 通过导热壁相互接触的两个系统，它们之间会发生热传递，这种接触称为热接触。 有时，两个系统接触后，它们的状态都不发生变化，说明它们在接触前就已达到了热平衡。即：热平衡的概念还可用于两个不发生热接触的系统。 C A B A、B分别与C达到热平衡 C A B A、B也达到热平衡 2.热力学第零定律: 如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡,则这两个热力学系统彼此也必定处于热平衡.（也称热平衡定律） 3. 温度的概念 处于同一热平衡态的所有热力学系统都具有一个共同的宏观性质，这个决定系统热平衡宏观性质的物理量就是-------温度。