大学物理热学第一章重点知识

第一章核心知识

（1）热是一种状态，是宏观物质的一种属性。本质上，热现象是物质中大量分子无规则运动的集体表现。大量分子的无规则运动称为热运动。它的度量叫温度。

（2）热物理学是研究有关物质的热运动以及与热运动相联系的各种规律的科学。

（3）热物理学研究对象：宏观物体或热力学系统。

（4）热物理学研究内容：与热现象有关的性质和规律。

（5）热物理学研究对象的特点：包含大量的微观粒子，这些粒子始终处于无规的热运动中。

（6）热物理学研究方法：热力学方法（特点：普遍性、可靠性），统计物理学方法（特点：可揭示本质，但受模型局限）。

（7）热学是物理理论的一个重要组成部分。

（8）热力学研究的内容与力学不同，它们分别关注物质的不同属性。力学关注的是与物质机械运动状态有关的属性，而热学关注的是与物质热状态有关的属性。

（9）热力学系统：热力学所研究的具体对象，简称系统。

（10）封闭系统：系统与外界之间，没有物质交换，只有能量交换。

（11）孤立系统：系统与外界之间，既无物质交换，又无能量交换。

（12）开放系统：系统与外界之间，既有物质交换，又有能量交换。

（13）平衡态：在没有外界影响的情况下，系统各部分的宏观性质在长时间内不发生变化的状态。

（14）热力学平衡系统：同时满足力学平衡条件，热学平衡条件，化学平衡条件的系统（热力学平衡三条件：力学平衡，热学平衡，化学平衡）。

（15）一个确定的平衡态对应于一组唯一的热力学参量。

（16）处于平衡态的某种物质的热力学参量（压强，体积，温度）之间所满足的函数关系称为该物质的物态方程： (,,)0f T p V =

（17）理想气体物态方程：

R T pV ν=

（18）理论上：严格满足理想气体物态方程的气体称为理想气体。

（19）实践中：压强接近零的气体视为理想气体。

（20）混合理想气体分压定律：混合理想气体压强等于各成分气体单独存在时的压强之和。

（21）推导混合理想气体分压定律:

（22）温度是处于热平衡系统的微观粒子热运动平均动能强弱程度的量度。

（23）热力学第零定律：在不受外界影响时，任两个物体若同时与第三个物体处于热平衡，则此二物体必处于热平衡状态，与它们是否有热接触无关。

（24）热力学第零定律的物理意义：存在一个物理量，它是处于热平衡的物体共同拥有的，这就是温度。即，处于热平衡的物体温度相同。这就是温度计使用的物理依据。

（25）温标：温度的数值表示。

（26）建立温标的三要素：（1）选择测温物质确定它的测温属性，（2）定义固定标准点的温度，（3）利用测温属性分度。

（27）摄氏温标：（1）测温物质为水银，测温属性为热膨胀；（2）固定标准点为水的冰点0度和沸点100度；（3）利用水银的热膨胀性质分度，从0到100度间等分为100小格。

（28）理想气体温标三要素：（1）测温物质为理想气体，测温属性为理想气体体积或压强随温度的变化；（2）定义水在三相点的温度为273.16K ；（3）利用温度与压强的线性关系分度

（29）热力学温标：理论温标，是一种不依赖于测温物质和测温属性的温标

（30）热力学温度用 T 表示，单位为K 。

（31）摄氏温度和热力学温度的关系： t = (T/K – 273.15) (单位为°C)。

（32）宏观物质由大数分子组成。

（33）阿伏伽德罗常量（1 mol 物质的分子数）：

（34）温度越高布朗运动越剧烈。

（35）理想气体的微观假设：分子当作质点，不占体积；分子之间除碰撞的瞬间外，无相互作用力；弹性碰撞；服从牛顿力学。

（36）压强：单位时间单位器壁受到的大数分子碰撞的平均总冲量。 )...(21n p p p p

+++=23

1002.6⨯=A N

（37）压强单位：Pa

2

11-∙=m N Pa

（38）理想气体压强公式表达式：

nkT p =

（39）玻耳兹曼常量、普适气体常量、阿伏伽德罗常量之间的关系： A N R k =

（40）重要常量：

普适气体常量：

1

131.8--∙∙=K mol J R

阿伏伽德罗常量：

23

1002.6⨯=A N

玻耳兹曼常量：

231

/ 1.3810A k R N J K --==⨯∙

（41）在物理学研究中，在很多情况下用数量级来讨论问题就足够了。

（42）常见普适常量：

玻耳兹曼常量 k ：与热过程有关

元电荷 e ：与电磁过程有关

引力常量 G ：与引力过程有关

光速 c ：与相对论过程有关

普朗克常量 h ：与量子物理过程有关

（43）温度的微观意义：绝对温度是分子热运动剧烈程度的度量

（44）1 mol 气体的范德瓦尔斯方程：

RT b V V a p m m

=-+

))((2 （45）任意质量气体的范德瓦尔斯方程：

RT M m b M m V V a M m p m m m =-+))((222

（46）由1 mol 气体的范德瓦尔斯方程推导任意质量气体的范德瓦尔斯方程。