大学物理C基本概念和规律总结

热学基本概念和规律

物理常数考试会给，玻尔兹曼常数k ＝1.38×10-23 J/K 气体摩尔常数R ＝8.31 J/(mol•K ) 摄氏温标和热力学温标的换算273+=t T ，热学所有公式都必须使用热力学温标。

一、理想气体状态方程：（平衡态下）

二、压强、温度的统计意义：

三、能量均分定理：

四 五、等体摩尔热容

六、热力学第一定律

因为理想气体内能只随温度变化，所以任何过程理想气体的内能改变都可以使用 等体过程

等压过程

等温过程 +

系统吸热 系统放热

内能增加 内能减少

系统对外界做功 外界对系统做功

Q

W

E

∆22

211 T V

P T V P RT pV ==是摩尔数νν平均平动动能是分子数密度理想气体的压强---=k k

n n p εε32是分子速率是单个分子的质量，v m kT v m k 23212==ε5 3 2

1==i i i kT 双原子分子常温下单原子分子为理想气体的自由度，的能量一个自由度均分到单个理想气体分子的每是摩尔数理想气体的内能ννRT i E 2=)(2212T T R i

T R i E -=∆=∆νν理想气体内能的改变R i C V 2=R R i

C p +=2

等压摩尔热容R C R C R C R C P V P V 27

25 25

23 ====理想气体双原子分子理想气体单原子分子E Q T C E W V ∆=∆=∆=ν0)(12V V p W -=T C p ∆=νW E Q +∆=T

C E V ∆=∆ν1

2ln 0

V V

RT W Q E ν===∆E W Q ∆+

=T

C E V ∆=∆ν

根据理想气体状态方程可得到解题的一个常用变换112212)(V P V P T T R -=-ν

七、循环过程和效率

卡诺热机效率

八、三种统计速率

方均根速率 最概然速率 平均速率，M 表示摩尔质量

表示总放热。表示总吸热，。也等于总吸热减总放热图里的面积净功，它等于循环表示循环过程中所做的，热机效率211212

11,1Q Q W Q Q Q Q Q Q W -=-==η表示低温热源的温度。高温热源的温度，

表示的效率程和两个绝热过程，它卡诺热机有两个等温过

211

21T T T T

c -=

η

M

RT 3rm s =v

静电场的基本概念和规律

关于物理常数的说明：物理常数考试会给，本章真空介电常数2

2120/1085.8m N c ⋅⨯=-ε，

它和高中的静电常数的关系是0

41πε=k 2

29/109c m N k ⋅⨯=

一、电场强度E

3、

无限大带电平面的电场σ

=E （均匀电场）其中σ为电荷面密度，方向如图

二、电场线的特点：⑴不闭合、起自正电荷，止于负电荷。

⑵任意两条电力线不能相交（3）电场线密集处场强较大

三、电场强度通量

定义：通过电场中某一面的电场线的跳鼠数叫做通过该面的电场强度通量，用e Φ表示。 匀强电场

1、 平面S 与E

垂直

2、 平面S 与E

夹角为θ，其中θ可以看成面的法线方向和电场方向的夹角 S E ES ES e

⋅===Φ⊥θcos

E

ES

Φ=E

3、在任意电场中通过封闭曲面的电场强度通量

注意：通常取面元外法向为正。

四、高斯定理

上式表示：在真空中通过任意闭合曲面的电场强度通量等于该曲面所包围的一切电荷的代数

和除以0ε。（闭合曲面称为高斯面。）

说明：1、高斯定理表明，通过闭合曲面的电通量只与闭合面内的自由电荷代数和有关，而与闭合曲面外的电荷无关。

2、 高斯定理说明电通量 与S 内电荷有关而与S 外电荷无关，

这并不是说E 只与S 内电荷有关而与S 外电荷无关。实际上，E

是由S 内、外所有电荷产

生的结果。

五、静电场力的功 电势

1、静电场力的功只与始末位置有关，而与路径无关，为保守力

2、静电场力的功和电势能变化的关系 即在电场中把一个电荷0q 从A 点移到B 点时电场力所做的功W 等于0q 在A 点时具有的电势能减去B 点时的电势能。

3、 电势能的定义

0q 在电场中某点的电势能=0q 从该点移到电势能为零处电场力所作的功，一般,电势能零点

取在无限远处

4、 电势 取无穷远处电势=0

电势的物理意义：1、A 点电势等于把单位正电荷从该点移到电势为零点电场力做的功。

2、A 点电势等于单位正电荷在A 点具有的电势能。

5、点电荷的电势公式

使用该公式时如果电荷带负电（-q ），则带公式时把-号代入。r 表示所求的点到点电荷的

距离。

6、沿着电场线的方向电势逐渐降低。

六、导体静电平衡特点：内部任何一点处的电场强度为零；导体表面处的电场强度的方向,

都与表面垂直。导体是个等势体。

∑

⎰

==⋅=n

i i S q S E Φ1

0e 1d ε )

(p p B A B A E E W -=→⎰

=零势点

A

A p l

E q E d cos 0θ⎰

∞

==A A p A l

E q E V d cos 0θ0

,00

,0<<>>U q U q ∑

⎰

==⋅=n

i i

S q S E Φ1

0e 1d ε