01压强和温度公式

引
此外还有等离子态 (plasma)
热力学系统
பைடு நூலகம்
孤立系统: 与外界既无能量交换又无质量交换的系统.
封闭系统: 与外界有能量交换但没有质量交换的系统. 开放系统: 与外界既有能量交换又有质量交换的系统.
一个系统在不受外界影响 的条件下，如果它的宏观性 质不再随时间变化，我们就 说该系统处于热力学平衡态
虚设联想 19
太阳表面温度
K
标准状态下（0 C，1atm）理想气体的 分子平均平动动能 分子数密度
C
5490 C 难以实现
3.53 10 2 ev 2.92 10 25 个 m
3
例
理想气体的压强公式 例E
两种理想气体
单位体积中 的分子数目 总分子数
气体体积
是每个分子的平均平动动能 单位体积内 气体分子的 总平动动能
p


0

V
例
理想气体状态方程 等容过程 等压过程 常量
等压过程
等温过程
等温过程
常量
等容过程
第一节
（1）分子间发生的碰撞是完全弹性的； （2）除碰撞外不计分子间的作用力； （3）分子本身线度远小于分子间距； （1）分子沿各方向运动机会相等； （2）分子速度沿各方向分量的各种平均值相等。
2 2 vx = vy = vz2 2 2 2 2 v +v +v = v x y z
气体
保持 27 °C
在 1 m3 中有多少分子 ？ 若将其抽成接近真空 p2 = 10 -10 p1 其分子数密度是原来的多少倍 ？
1.013 × 10 5 1.38×10 -23 ×(273+27)
不变
1.45×10 25 m3
10 -10
例
的摩尔质量
32×10 -3 kg / mol 273 K 8.31 J /mol·
独立认真完成作业！
作业
一个过程,如果任意时刻的中间态都无限接近于 一个平衡态, 则此过程为 准静态过程。 显然,这 种过程只有在进行的 “ 无限缓慢 ” 的条件下 才可能实现。 作为准静态过程中间状态的 平衡态, 具有确定的状态参量 值,对于简单系统可用P-V图上 的一点来表示这个平衡态。系 统的准静态变化过程可用P-V 图上的一条曲线表示，称之为 过程曲线。
若气体中速度基本为 的分子数密度为 则该组分子与 碰撞而发生的动量变化为
三、温度公式
理想气体 压强公式
理想气体 状态方程
温度微观解释
例
某氧器瓶内，氧气的压强 温度
1.00 atm ；分子数密度
27 C 3 2
视为理想气体，平衡态
氧分子的平均平动动能
由
3 1.38 10 23 2 6.21 10 21 J
（同学自证）
一般气体在温度不太低、压强不太大的情况下, 服从三个气体实验规律(玻意耳定律、查理定律盖吕 萨克定律)，可近似看成理想气体。
玻意耳 — 马略特定律:
等温
等容
pV C
查理定律:
盖-吕萨克定律:
P
T
C
V T C
等压
1.38
10
23
J K
1
6.02 10 23 mol
1
例
p1 = 1.013 × 10 5 Pa（即1 标准大气压）
热运动
个
cm3
(1000万倍于我国人口数量级）
400 m/s 碰 1010 次 / s 个
宏、微观量
气体的微观量
描述单个分子特征的量：（分子的大小d、位置 r、速度 v、 质量 m、能量 E 等。）。 单个气体分子的运动具有偶然性和随机性。
气体的宏观量
大量分子运动的集体表现具有统计规律性。
表征大量分子宏观特征的量（体积、压强、温度和热容量C 等）
即 得
得
故
两气体的
分子数密度之比
密度之比
32.0×10 -3 2.0×10 -3
16
例
1.0133×10 5 Pa 27 °C 1.300 kg / m3
1.0133×105 1.38×10- 23 × ( 27 + 273 )
2.45×10 25 m- 3
气体
8.31×300 1.300× 1.0133×105
32.0×10 -3 kg /mol
与 的摩尔质量相同 ,
第一节
一、压强的宏微概念
容器盛同种气体，分子质量 射向器壁面元
，居平衡态
的某分子束碰壁后反射
负X 向
速度为
的某分子弹碰中的动量变化为
光 滑 器 壁
（不与法向平行的速度分量，其相应的动量无变化）
在 时间内，入射分子束斜园柱体的 体积 中速度基本为 其 的分子，都能碰撞器壁一次。
这两种气体的 单位体积内气 体分子的总平 动动能之比 ?
例
方均根速率
M1= 2. 0×10 –3 kg · -1 mol
M2= 32. 00×10 –3 kg · -1 mol
本次课小结
1.38 10
23
J K
1
6.02 10 23 mol
1
作业： P53 9 - T1, T2, T3, T4, T5
27+273
由 3 2
（1atm)=1.103 10 Pa
1标准大气压
2 3 3 1.103 10 2 6.21 10 21
25
5
2.66 10
个
一个电子经过1伏特电势差加速后所获的
动能为1电子伏特（1ev) = 1.602 10 J 如果某理想气体系统的分子平均平动动能要达到1ev,
其温度将会有多高？ 由
平衡态的特点:
p
( p ,V , T )
. ( p ,V , T )
平衡态下,组成系统的微 o V 观粒子仍处于不停的无规 运动之中,只是它们的统计 1）单一性（ p, T 处处相等）; 平均效果不随时间变化,因 此热力学平衡态是一种动 2）物态的稳定性—— 与时间无关； 态平衡，称之为热动平衡 3）热动平衡（不同于力学的力平衡）
体积、压强
是指盛装气体容器的体积
(SI)制单位： 立方米
其它单位： 升
是垂直于器壁单位面积的作用
力，是大量气体分子碰撞器壁的宏观效果。
(SI)制单位：帕斯卡
其它单位： 毫米汞柱 大气压
温度
温度:
互为热平衡的几个热力学系统，必然具有某种共 同的宏观性质, 我们将这种决定系统热平衡的宏观性质定 义为温度。
* 温度是热学中特有的物理量，它决定一系统是否与其他
系统 处于热平衡。处于热平衡的各系统温度相同。 ** 温度是状态的函数，在实质上反映了组成系统大量微观 粒子无规则运动的激烈程度。
*** 第零定律给出温度定义（温度测量的依据）
温标:
(摄氏温标、华氏温标、热力学温标）
摄氏温标 华氏温标 热力学温标
( C) ( F)
273.15
9 F t 32 5
(K)
+ 273.15
热力学温标也称绝对温标， 单位： 开尔文
水的三相点温度取为273.15K。
例如：推进活塞压缩汽缸内的气体时，气体的 体积、密度、温度、压强都将变化，在过程中 的任意时刻，气体各部分的密度、压强、温度 都不完全相同。
随着过程的发生，系统往往由一个平衡状态到平衡 受到破坏，再达到一个新的平衡态。从平衡态破坏到新平 衡态建立所需的时间称为弛豫时间，用τ 表示。实际发生 的过程往往进行的较快，在新的平衡态达到之前系统又继 续下一步变化。实际上系统在过程中经历了一系列非平衡 态，这种过程为非静态过程。作为中间态的非平衡态通常 不能用状态参量来描述。
1.00×10 -1 kg 1.013×10 6 Pa 47 °C
漏气后：
8.20×10 -3 m3
1.013×10 6 Pa 的 5 8 27 °C
容器的 漏掉的
6.67×10 -2 kg 3.33×10 -2 kg
负号表示减少，即漏掉。
例
气体摩尔质量 2.0×10 -3 kg/mol 32.0×10 -3 kg/mol
热学篇
第三篇
第八章
(一)
热力学系统和平衡态 理想气体状态方程与微观模型 理想气体的压强及温度
能量均分定理 理想气体内能 气体分子速度和能量分布
范德瓦尔斯方程
分子的平均碰撞次数 平均自由程 偏离平衡态
第一节
物质与分子
物态与分子力
~ 10 – 10 m ~ 10 – 8 m
斥 合 力
有效半径