第05章气体动理论资料

热力学研究的对象，它包含 极大量的分子、原子。 外界:热力学系统以外的
物体。 根据能量与质量传递的不同
开放系统 热力学系统 孤立系统
封闭系统
三、平衡态 状态参量
平衡态:(equilibrium state)
基本的实验规律逻辑推理 (运用数学) ------称为热力学
(thermodynamics)
研究物态变化时热、功 转换关系. 优点：可靠、普遍。 缺点：未揭示微观本质。 (2).微观法: 物质的微观结构 + 统计方法 统计物理学(statistical physics)
摄氏温标 ( t 0C )
分子碰撞器壁的力.
单位: 1atm 760mmHg
1.013105 Pa
⑶温度T: 表征物体的冷热程度. (用温度计测量) 四. 热力学第零定律
(热平衡状态)
如果系统A和 系统B分别与 A
C
系统C的同一
状态处于热平
B
衡,那么,当A与B
接触时它们也必是
处于热平衡.
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即:
描述热力学系统特征 的物理量. ⑴ 体积V(几何参量) 分子到达的空间,即容器 的容积.单位:m3.
⑵ 压强P (力学参量):
分子碰撞器壁的力.
单位: 1atm 760mmHg
1.013105 Pa
⑶温度T: 表征物体的冷热程度. (用温度计测量) 四. 热力学第零定律
(热平衡状态)
如果系统A和 系统B分别与 A
( 压强P、体积V、温度T)
末A 态B
导热板 A、B 两体系 达到共同的 热平衡状态
(1)平衡态是一种热动平衡； 处在平衡态的大量分子仍 在作热运动，而且因为碰 撞， 每个分子的速度经常 在变，但是系统的宏观量 不随时间 改变。
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例:
粒子数是
宏观量
箱子假想分成两相同体积 的部分，达到平衡时，两 侧粒子有的穿越界线，但 两侧粒子数相同。 (2)平衡态是一种理想概念。 状态参量:
热力学 统计物理学 量子统计物理
热力学第一定律 热力学第二定律 统计方法 宏观量是微观量的 统计平均
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玻耳兹曼
（1844-1906，奥地利）
麦克斯韦
(1831-1879,英国）
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本章教学内容
• §5.1 平衡态 气体的状态方程 • §5-2 理想气体的压强公式 • §5-3 温度的统计解释 • § 5-4 能量均分定理 理想气体的内能 • § 5-5 麦克斯韦气体分子速率分布定律 • §5-6 玻耳兹曼分布律 • §5-7 分子的平均碰撞次数和平均自由程
组成物质的原子、分子的 物质的微观结构 + 统计方法 无规则地运动(布朗运动), 统计物理学(statistical physics)
是一种新的运动形式.
优点:揭示热现象的微观本质。
2.热运动的研究方法： 缺点:可靠性、普遍性差。
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二.热力学系统
(thermodynamic system) (1).宏观法.
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例:
粒子数是
宏观量
箱子假想分成两相同体积 的部分，达到平衡时，两 侧粒子有的穿越界线，但 两侧粒子数相同。 (2)平衡态是一种理想概念。 状态参量:
描述热力学系统特征 的物理量. ⑴ 体积V(几何参量) 分子到达的空间,即容器 的容积.单位:m3.
⑵ 压强P (力学参量):
初A 态
B
绝热板 A、B 两体系 互不影响各自 达到平衡态
封闭系统
三、平衡态 状态参量 平衡态:(equilibrium state)
在无外界影响下，系 统所有可观察的宏观性质 不随时间改变。
初 A 绝热板
态
B
A、B 两体系 互不影响各自 达到平衡态
末A 态B
导热板 A、B 两体系 达到共同的 热平衡状态
(1)平衡态是一种热动平衡； 处在平衡态的大量分子仍 在作热运动，而且因为碰 撞， 每个分子的速度经常 在变，但是系统的宏观量 不随时间 改变。
C
系统C的同一
状态处于热平
B
衡,那么,当A与B
接触时它们也必是
处于热平衡.
1
即: ①处于热平衡的多个系统
必具有相同的温度,或 ②具有相同温度的多个系
统放在一起,它们也必处 于热平衡.
处在相互热平衡状态 的系统拥有某一共同的宏 观物理性质——温度. 温标:温度的数值表示方法。
热力学温标(绝对温标) T :
在无外界影响下，系 优点:揭示热现象的微观本质。
统所有可观察的宏观性质 不随时间改变。
缺点:可靠性、普遍性差。
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二.热力学系统
(thermodynamic system) 热力学研究的对象，它包含 极大量的分子、原子。 外界:热力学系统以外的
物体。 根据能量与质量传递的不同
开放系统 热力学系统 孤立系统
(T)单位:开尔文ຫໍສະໝຸດ Baidu(k)
①处于热平衡的多个系统 二者的关系:
必具有相同的温度,或 ②具有相同温度的多个系
统放在一起,它们也必处 于热平衡.
处在相互热平衡状态
00C=273.16 K
即: t=T-273.16(0C )
热力学系统的两种 描述方法：
的系统拥有某一共同的宏 1. 宏观量
观物理性质——温度.
在介绍自由度,建立理想气体的刚性分子模型的基 础上，介绍能量均分定理，理想气体的内能.
然后介绍麦克斯韦速率分布律及速率分布函数和 速率分布曲线的物理意义。进而了解气体分子热 运动的三个速率 . 最后介绍分子平均碰撞次数和平均自由程.
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一.热学研究的对象和方法 (1).宏观法:
1. 研究对象:
基本的实验规律逻辑推理
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◆ 本章教学基本要求
一 了解气体分子热运动的图象。理解理想 气体的压强公式和温度公式。
二 1、了解气体分子热运动的图象。理解 理想气体的压强公式和温度公式。.
三了解麦克斯韦速率分布律及三个速率, 了 解气体分子平均碰撞频率及平均自由程 .
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◆ 教学思路
介绍气体分子热运动的图象后, 通过推导气体压强公 式，了解从提出模型，进行统计平均，建立宏观量与 微观量的联系到阐明宏观量的微观本质的思想和方法。 从而从宏观和统计意义上理解压强、温度、内能等概 念。了解系统的宏观性质是微观运动的统计表现。 .
热现象、热运动规律
①热现象:
(运用数学) ------称为热力学 (thermodynamics)
与温度有关的物理现象.
研究物态变化时热、功
(温度变化伴随物体体积、
转换关系.
压强也变. 即物体的状态 优点：可靠、普遍。
发生变化.)
缺点：未揭示微观本质。
②热运动(thermal motion)(2).微观法: