热学教程绪论

NA 6.021023个 / mol
阿伏伽德罗常量
标准状态下，单位体积内的分子数：
n0
6.02 1023 22.4 103
m-3 2.7 1025
m-3
洛施密特常量
宇宙现今的年龄约为137亿年（1.6×1010年）
1年 =365×24×60×60秒≈3.1×107秒
宇宙年龄（秒）：
1.37×1010×3.1×107秒≈4.9×1017秒
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假如有一个“超人”，他从宇宙大爆炸那一刻起与宇宙同时诞生， 直到今天仍然健在，若他能够每秒钟数10个分子，则从他诞生时刻 数到现今，共数的分子数是
10×4.9×1017 = 4.9×1018个分子
分子的物质的量
4.9 1018 6.02 1023
8.1104
mol
即在137亿年中,分秒不间断地数,到目前数出万分之八点一摩尔。
针对热力学系统是由大量微观粒子组成这一个特点，热学研究在 方法上也有鲜明的特点，即有宏观描述和微观描述两种方法。
宏观描述——热力学方法
由观察和实验总结出来的热现象规律，构成热现象的宏观理论， 叫做热力学。
微观描述——统计物理学方法
从物质的微观结构出发，即从分子、原子的运动及它们之间的
相互作用出发，用统计的方法研究热现象的规律。这个理论叫做统
计物理学。
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热力学对热现象给出普遍和可靠的结果，并可用以验证微观理论 的正确性。
热力学方法的局限性
不能给出决定宏观热现象的微观实质。只能说明描述宏观热现 象物理量之间是怎样的关系，而不能说明为什么有这样的关系。
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统计物理学能够深入热现象的本质，使热力学理论获得更深刻 的意义，给出宏观观测量的微观决定因素。
系统
外界的物质、能量
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2.热学的研究内容
热学研究有关物质的热运动以及热现象的规律。 什么是热运动
组成宏观物体的大量微观粒子(分子、原子等)不停地进行着 的无规则运动。
什么是热现象
与温度有关的物理性质的变化。 热现象：是热运动的宏观表现。
热运动：是热现象的微观实质。
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二、热学的研究方法
热力学系统不同于其他系统的一个特点是，它必须是由大量微观 粒子组成的一个整体。
微观描述方法的局限性
它在数学计算遇到很大的困难，由此而作出简化假设（微观模型） 后所得的理论结果常与实验不能完全符合。
热力学和统计物理学，在对热现象的研究上，起到了相辅相成
的作用。
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第一章 温度 第二章 气体分子动理论的基本概念 第三章 气体分子热运动速率和能量的统计分布律 第四章 气体内的输运过程 第五章 热力学第一定律 第六章 热力学第二定律 第七章 固体 第八章 液体 第九章 相变
所谓宏观物体，是指在尺度上远比分子大得多的物体。例如，一 定量的气体，一定体积的液体、固体以及一个生物体等都可视为热 力学系统。对于少量粒子组成的系统或像宇宙这样无限大的系统， 就不是热力学研究的对象。
热学研究的对象被称为热力学系统或热力学体系，简称系统或体 系。
系统以外的其它部分称为外界。
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系统含有大量微观粒子是怎样的“大” 一摩尔物质含有的分子数：
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热学
（第二版）电子教案 杨体强 编
高等教育出版社 高等教育电子音像出版社 出版
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绪论
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一、热学的研究对象
热学是物理学的一个重要组成部分，是研究热现象的理论。
热学研究的对象是含有大量微观粒子、体积有限的宏观物体。
所谓微观粒子， 是指线度在10-9～10-10 m大小的客体，诸如 分子、原子等，在热学中一般统称为分子或微观粒子。
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1.热力学系统的分类
通常情况下，系统和外界之间总存在着某种形式的相互作用，包括 物质和能量的交换。根据相互作用形式，可将系统进行分类。
孤立系统： 与外界既不交换物质又不交换能量的系统。
系统
外界的物质、能量
封闭系统： 与外界不交换物质但可交换能量的系统。
系统
外界的能量
开放系统： 与外界既交换物质又交换能量的系统。