平衡态 理想气体物态方程 热力学第零定律

若分子质量为 m0，气体分子数为N，分子数密度 n，
PmV mMm0 NRT
Nm 0 NAm 0
RT
N NA
RT
N
R NA
T
P N R T V NA
玻耳兹曼常量 k R 1.381023 J K1 NA
n N V
P nkT
第七章 气体动理论
7-1 平衡态 理想气体物态方程 热力学第零定律
宏观量：表示大量分子集体特征的物理量（可直
接测量）, 如 p,V ,T 等 .
第七章 气体动理论
7-1 平衡态 理想气体物态方程 热力学第零定律
物理学教程 （第二版）
微观量 统计平均
宏观量
➢ 研究方法 1. 热力学 —— 宏观描述 实验经验总结， 给出宏观物体热现象的规律，
从能量观点出发，分析研究物态变化过程中热功转
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物理学教程 （第二版）
➢ 研究对象
热现象 : 与温度有关的物理性质的变化。
热运动 : 构成宏观物体的大量微观粒子的永不
休止的无规运动 .
➢ 研究对象特征
单个分子 — 无序、具有偶然性、遵循力学规律.
整体（大量分子）— 服从统计规律 .
直接微测观量量）：，描如述分个子别的分m子, v运等动状. 态的物理量（不可
单位面积的正压力（力学描述）.
p,V ,T
单位： 1Pa 1N m2
标准大气压：45纬度海平面处, 0 C 时的大气压.
1atm 1.013 105 Pa
2 体积 V : 气体所能达到的最大空间（几何
描述）.
单位： 1m3 103 L 103 dm3
3 温度 T : 气体冷热程度的量度（热学描述）.
第七章 气体动理论
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三 理想气体物态方程 P1V1 P2V2 恒量
T1
T2
P,V ,T Po ,Vo ,To (标准状态 )
标准状态：
P0 1.01325105 Pa
Vmol 22.4 103 m3 To 273.15 K
四 热力学第零定律
物理学教程 （第二版）
48C
A
48C
绝热板 B
AB
如果物体 A 和 B 分别与处于确定状态的物体 C 处 于热平衡状态，那么A和B之间也就处于热平衡.
第七章 气体动理论
V0
m M
Vm ol
其中：m 为气体的总质量，M 为气体的摩尔质量。
PV P0V0 m P0Vmol m R R
T T0 M T0 M
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PV m RT RT
M
阿伏伽德罗常数 NA 6.022 10 23 mol 1
单位：温标 K（开尔文）. T 273.15 t
第七章 气体动理论
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二 平衡态
一定量的气体，在不受外界的影响下, 经过 一定的时间, 系统达到一个稳定的, 宏观性质不随 时间变化的状态称为平衡态 .（理想状态）
真空膨胀 p
p,V ,T
换的关系和条件 .
2. 气体动理论 —— 来自百度文库观描述 研究大量数目的热运动的粒子系统，应用模型 假设和统计方法揭示宏观现象的本质 .
热力学
相辅相成
气体动理论
第七章 气体动理论
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一 气体的物态参量（宏观量）
1 气体压强 p ：作用于容器壁上
( p,V ,T )
( p,V ,T )
o
V
第七章 气体动理论
自发
p,V ,T
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平衡态的特点
( p,V ,T )
p
*( p,V ,T )
o
V
p -V 图 上的每一点 表示一个平 衡态
1）单一性（ p,T 处处相等）;
2）物态的稳定性—— 与时间无关； 3）自发过程的终点； 4）热动平衡（有别于力平衡）.