大物方法热学.ppt

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1、大学物理方法1例：理想气体多方过程方程摩尔热容消dT解:演绎法2等压等温绝热等体3例:某理想气体的摩尔热容随温度按C=T的规律变化,为一常量.求此理想气体1mol的过程方程式.解:4例:一定量理想气体的摩尔热容随温度按求此理想气体的过程方程.解:积分、化简5应记忆公式最概然速率平均速率方均根速率平均碰撞频率平均自由程6例:大容器、T、气体分子质量m.在薄壁开小孔面积S.测得1s流出的气体质量M。求容器内的压强。设容器外为真空。解：简单近似严格推导7输运过程三种迁移现象:动量,能量,质量.温度梯度用分子运动论解释━热导率(导热系数)密度梯度D—扩散系数定性解释1.热传导现象2.扩散现象

2、(能量输运)(质量输运)8由气体动理论可导出影响扩散的因素分析,由可见温度越高,压强越低,扩散进行得越快.9例:1mm厚的一层空气可保持20K的温差,若改用玻璃仍要维持相同的温差,而且使单位时间单位面积通过的热量相同,玻璃的厚度应为多少?假设二者的温度梯度均匀,并已知:air=2.3810-2W/(m·K);glass=0.27W/(m·K)解:对空气层传热:对玻璃传热:T10T2T1T1dAdBAB例：矩形保温容器，两端导热系数不同.要求保温性能相同.dA/dB=?11例：蒸汽管内,外半径r1=16cmr2=18cm.管内维持302°C管外表面维持20°C.求每米每小时损失的热

3、量.?任意半径的柱面Q=C不是常量!12由边界条件C1与下面计算无关1314例：在两端绝热封顶，半径R2=7.5cm的长容器筒内,同轴地固定着半径R1=5cm的长铀棒，两者之间夹着一层空气。设整个装置与周围环境间已处于热平衡状态，筒壁与环境温度同为T2=300k.铀因裂变在单位时间、单位体积内产生的热量为热导率为（1）计算单位时间、单位长度铀棒因裂变产生的热量Q.空气的热导率为（2）计算铀棒外表面温度T1；ln1.5=0.405（3）计算铀棒中央轴处温度T0；（4）计算筒内R1处空气密度与R2处空气密度间的比值。15热平衡时，通过半径r的单位长度空气柱面向外输送热量为（3）取r

4、长度铀柱面，热平衡时有解：（1）（2）得得则16解：（4）得n:分子数密度因此17例:实验测得波谱的m=490nm,若将太阳视为黑体,试计算(1)太阳单位表面积上所发射的功率,(2)地球表面阳光直射时单位面积受到的辐射功率,(3)地球每秒接受的太阳辐射能.(已知太阳半径Rs=6.96108m,地球到太阳的距离d=1.4961011m.)解:根据维恩位移定律Tm=b得再根据斯特藩-玻尔兹曼定律18M0即太阳单位表面发射的功率,太阳辐射的总功率太阳辐射的总功率分布在以太阳为中心的球面上由于d>>RE,故地球可看作圆盘接受辐射,地球表面单位面积接受的功率19斯特藩-玻尔兹曼定律20例:接

5、上题的结论,在地球表面太阳光的强度为(保守一点)一太阳能水箱的涂黑面直对太阳.若按黑体辐射计算,达到热平衡时,水箱内的水温可达几摄氏度?解:达到热平衡时,水箱内吸热,放热相等.即42122