热学竞赛辅导漫谈.ppt

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1、热学竞赛辅导漫谈陈连余南京市金陵中学1、分子动理论原子和分子的量级。分子的热运动。布朗运动。温度的微观意义。分子力。分子的动能和分子间的势能。物体的内能。热学竞赛内容提要2、热力学第一定律热力学第一定律。3、气体的性质热力学温标。理想气体状态方程。普适气体恒量。理想气体状态方程的微观解释（定性）。理想气体的内能。理想气体的等容、等压、等温和绝热过程（不要求用微积分运算）。4、液体的性质流体分子运动的特点。表面张力系数。浸润现象和毛细现象（定性）。5、固体的性质晶体和非晶体。空间点阵。固体分子运动的特点。6、物态变化熔解和凝固。熔点。熔解热。蒸发和凝结。饱和汽压。沸腾和沸点

2、。汽化热。临界温度。固体的升华。空气的湿度和湿度计。露点。7、热传递的方式传导、对流和辐射。8、热膨胀热膨胀和膨胀系数。热力学定律话题1热力学第零定律（1）热交换定律温度不同的两个物体相互接触后，要产生能量传递，高温物体向低温物体放出热量，低温物体要从高温物体吸收热量。当达到热平衡时，︳Q放︳＝︳Q吸︳。（2）在热力学系统中，当第一、第二两系统都与第三个系统达到热平衡时，那么当第一、第二两系统也达到热平衡。这就叫热力学第零定律。热力学第零定律说明当两系统达到热平衡时，它们具有一个共同的状态参量－温度。热力学第零定律不仅建立了温度概念，同时又是测量温度的理论及实验依据。话题

3、2热力学第一定律1.准静态过程当系统与外界交换能量时，系统的状态就要发生变化。系统状态随时间的变化，叫做热力学过程。实际过程进行时，任意时刻，系统的状态会偏离平衡态。如果过程中的任意时刻，系统都无限接近于平衡态，这样的过程叫做准静态过程。广义上的内能，指某物体系统由其内部状态所决定的能量。某给定理想气体系统的内能，是组成该气体系统的全部分子的动能之和，其值为，由状态参量E2iRTMm决定，内能，是状态参量的单值函数。ET()ETT真实气体的内能除了其全体分子的动能外还包括分子之间的引力势能。实验证明，真实气体的内能是状态参量和（或）的函数，即或。TVpET()EV,pET

4、()E,某给定气体系统的内能。只由该系统的状态所决定。2.内能气体压强p活塞面积Sld气体系统体积变化过程所做的功AdFldpVdpSld气体膨胀系统对外做正功Vd0Ad0气体被压缩系统对外做负功Vd0Ad0dAcAbVbaVa与过程有关AOpV体积从变到系统所做的功VaVbApVdVaVbdA沿acb过程的功沿adb过程的功系统通过体积变化实现作功。热力学中的功是与系统始末状态和过程都有关的一种过程量。3.功系统与外界由于温度不同，状态发生变化，会有热量传递。系统外界质量m比热c吸收热量dQ温度升高dTdQdcmT若改用摩尔热容C（1mol的物质温度升高1K时所吸收的热

5、量），则系统由温度T1变到温度T2的过程中所吸收的热量QT12TmmTdCQd系统吸收的热量为正，则Q＞0.若计算结果Q＜0，则表示系统放热。热量必须与过程相联系，只有发生过程才有吸收或放出热量可言。系统从某一状态变到另一状态，若其过程不同，则吸或放的热量也会不同。故热量也是过程量4.热量Q＝mc△T性质实质内能热量功状态量过程量过程量是构成系统的全部分子的平均能量之和。是系统的宏观有序机械运动与系统内大量分子无规热运动的相互转化过程。是外界物质分子无规热运动与系统内物质分子无规热运动的相互转化过程。内能、功、热量的国际标准单位都是焦耳（J）。Q12EEA在任何一个热力学

6、过程中，系统所吸收的热量等于系统内能的增量与系统对外作功之和。AQ12EE热力学第一定律是包括热现象在内的能量守恒与转化定律的一种表达形式。该定律的另一种通俗表述是：第一类永动机是不可能造成的。第一类永动机是指能不断对外作功而又不需消耗任何形式的能量、或消耗较少的能量却能得到更多的机械功的机器。5.热力学第一定律Q12EEA在任何一个热力学过程中，系统所吸收的热量等于系统内能的增量与系统对外作功之和。AQ12EE对于一个无限小的过程，热力学第一定律可写成QdAdpdVdEdE系统吸收热量，dQ为正。放出热量则为负系统对外作功，dA为正。外界对系统作功则为负。式中各量均为代

7、数量，有正有负式中各量的单位制必须统一。系统内能增加，dE为正。内能减少则为负pOV解法提要：QA12EEI过程II过程VaabVb的过程中，系统内能的变化及对外作的功。求从b态回到a态例系统从平衡态a平衡态b,吸收热量500J，对外作功400J；然后从b态回到a态，向外放出热量300J。IIIII过程IEEaQAIIb500400100(J)300200过程IIEaEb()EEab100(J)QAIIII()EEab(100)(J)0外界向系统作功理想气体的物态方程VpMmRT系统保持体积不变过程方程VT常量p1pOVaVb