《大学物理》第六章+气体动理论.pdf

§8-1 热运动的描述 理想气体模型和状态方程 一、状态参量 1. 微观量 描述系统内个别微观粒子特征的物理量。如分子的 质量、直径、速度、动量、能量等。 2. 宏观量——状态参量 平衡态下描述宏观属性的相互独立的物理量。 如压强 p 、体积 V、温度 T 等。 微观量与宏观量有一定的内在联系。 3.温度 表征物体的冷热程度 A 绝热板 A、B 两体系互不影响各自 初 达到平衡态 态 B A 导热板 A、B 两体系达到共同的热 末 平衡状态 态 B C 若 A 和 B、B 和 C 分别热 A 平衡，则 A 和 C 一定热平 B 衡。（热力学第零定律） 处在相互热平衡状态的系统拥有某一共同的宏观 物理性质，这个性质称为温度.它反映了物质内部分 子运动的剧烈程度. 温标：温度的数值表示方法。 ° 华氏温标：1714年荷兰华伦海特建立，以水结冰的温度为32 F， ° 水沸腾的温度为212 F 摄氏温标：1742年瑞典天文学家摄尔修斯建立，以冰的熔点 ° ° 定为0 C，水的沸点定为100 C， 热力学温标：与工作物质无关的温标，由英国的开尔文建立， 与摄氏温度的关系为 T t  273 单位为开(K)，称为热力学温度. 二、平衡态 准静态过程 1.热力学系统 （热力学研究的对象）： 大量微观粒子（分子、原子等）组成的宏观物体。 外界：热力学系统以外的物体。 系统分类（按系统与外界交换特点）： 孤立系统：与外界既无能量又无物质交换 封闭系统：与外界只有能量交换而无物质交换 开放系统：与外界既有能量交换又有物质交换 平衡态系统 系统分类（按系统所处状态）： 非平衡态系统 2.平衡态 平衡态：在不受外界影响的条件下，系统宏观性质 均匀一致、不随时间变化的状态. 气体状态（P,V,T）就是指平衡态。 状态１到状态２是一个状态变化的过程。若此过 程足够缓慢，这个过程中每一状态都可近似看作平 衡态。 平衡条件: (1) 系统与外界在宏观上无能量和物质的交换， (2) 系统的宏观性质不随时间改变。 非平衡态: 不具备两个平衡条件之一的系统。 说明： 平衡态是一种热动平衡. 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。 例如：粒子数 箱子假想分成两相同体积的部分， 达到平衡时，两侧粒子有的穿越 界线，但两侧粒子数相同。 平衡态是一种理想状态. 3.准静态过程 当热力学系统在外界影响下，从一个状态到另一个 状态的变化过程，称为热力学过程，简称过程。 准静态过程 热力学过程 非静态过程 准静态过程：系统从一平衡态到另一平衡态，如果过 程中所有中间态都可以近似地看作平衡态的过程。 非静态过程：系统