大学物理气体动理论(1)new

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1、热学热现象:与温度有关的物理性质的变化。热学:研究热现象的理论。研究对象大量微观粒子组成的热力学系统.外界:热力学系统以外的物体。例：若汽缸内气体为系统，其它根据能量与质量传递的不同为外界。孤立系统：和外界环境无任何联系的系统热力学系统封闭系统：和外界只有能量交换的系统开放系统：和外界既有能量交换也有物质交换的系统1.热力学——宏观描述对一个系统的状态从总体上进行描述（从能量观点出发，总结实验经验，给出热现象的规律）.1）具有可靠性；特点2）知其然而不知其所以然；2.统计物理学——微观描述用统计方法对大量作无规则热运动的粒子的运动进行概率性

2、描述.特点1）揭示宏观现象的本质；2）有局限性，与实际有偏差，不可任意推广.相辅相成热力学统计物理学描述热力学系统的物理量1.宏观量反映系统整体性质的物理量（可直接测量）。如：体积、温度等2.微观量描写单个微观粒子运动状态的物理量（只能间接测量）。如分子的mvL，，…角动量热运动热力学基础气体动理论（宏观理论）（微观理论）1、热力学第一定律；1、分子运动论的实验基础及基本论点；2、热力学第二定律；2、理想气体分子运动3、热机的规律（平衡态）；第六章第五章.65-1平衡态理想气体状态方程一、平衡态隔板开始自由膨胀终了...........

3、...............................................................................不受外界影响的热学系统经过很长时间后达到一个确定的状态，在此状态下系统的宏观状态不随时间改变，称此状态为平衡态。1体积V:几何量33单位:1m10Lp,V,T2压强p：力学量2单位:1Pa1Nm标准大气压:纬度海平面处,时的450C5大气压.1atm1.0110Pa3温度T:热学量单位:(K开尔文).T273t平衡态的特点(1)平衡态是一种理想模型。（2）从微观角度

4、看，热动平衡。（3）平衡态下，状态可以用一组pvT值表示（pvT满足一定关系，两个量定下来后第三个量为定值，所以可用pv图中一点表示某个状态。p(p,V,T)oV二、理想气体的物态方程pVc理想气体p/Tc三条实验定律满足V/TcN6.021023mol1A阿伏伽德罗定律:同T,P时，同V的气体中N同NpnkTnV231NpVNkTk1.3810JKNANkR11pVNAkTAR8.31JmolKpVRTNmNm'm'pVRTNmNMAAM5－2理想气体的微观模型一、分子热运动观

5、点1、物质由大量分子构成.2、分子不停地作无规则热运动。3、分子之间有相互作用。大量1克水所包含的分子数12322N186.0210(个)3.310(个)设每秒钟数十万个,需约一百亿年才能数完.319标准状况下，1cm的空气中包含有2.7×10个分子无规则1827年，英国植物学家布朗分子力F~1010mr0当rr时，分子力主0要表现为斥力；当rr时，r0r0o分子力主要表现为引力.分子力9r10m,F09理想气体在标况下分子间距3.3410m10氧气分子线度310m氢气分子线度2.31010m二、理想气体的

6、微观模型1）标况下，分子平均距离大约分子本身线度的10倍。分子本身的大小比起它们之间的平均距离可忽略不计。（分子可看作质点）2）除碰撞瞬间外，分子之间和容器壁之间的作用力可忽略不计。（两次碰撞之间，分子的运动可当作匀速直线运动）3）分子间以及分子和容器壁之间的碰撞是完全弹性的。（碰撞过程只改变运动方向，不改变它的速率，且动能不变）4）每个分子都不停地作无规则运动，且运动遵从经典力学规律。5-3、统计规律性统计方法一、统计规律性...................................小球在伽尔顿板...........中的分布规

7、律....................................大量偶然事件从整体上体现的必然性..........单个小球的运动服从力学规律.........................大量小球按槽的分布具有统计规律..................单个分子---力学规律大量分子的热运动---统计规律二、统计平均值概率1）、物理量M的统计平均值系统处于A状态时，物理量M的测量值为M的次数为NAAMNBBMNNNNCCABNMNMAABBMNNMNMAABBMlimNNNMNMAABBM

8、limNN2）状态A出现的概率系统处于A状态时，物理量M的测量值为M的次数为NAANAWlimANNMWAMAWBMBWiMii归一化条件Wi1i应用