文档介绍：第二部分热学
•热学:是研究分子热运动规律及热运动与其它运
动形式相互转换的学科。
热力学研究热运动的宏观规律,构
成热学的宏观理论
热
学
统计物理学研究大量粒子热运动所呈现
的统计规律,形成热学的微
观理论
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第六章热力学基础知识
•主要内容:
一个关系:功、热、能关系
一个循环:卡诺循环
二个定律:热力学第一定律、热力学第二定律
五个过程:等温、等压、等体、绝热
四个基本量:体积、压强、温度、摩尔热容
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§ 热力学系统
热现象:与温度有关的现象
宏观上:是物体冷热程度的量度;
温度:
微观上:是大量分子热运动剧烈程度的量度。
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§ 热力学系统
热力学系统:一种物质或几种物质的物体系。
外界:系统以外与系统相互作用、产生影响的物质。
外界的关系热力学系统与孤立系统:系统不与外界交换物质和能量。
封闭系统:系统不与外界交换物质但交换能量。
开放系统:系统既与外界交换物质又交换能量。
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§ 热力学系统
问题:如何描述热力学系统?
微观量:分子的速度、质量和能量
宏观量:
体积(V):热力学系统所占据的空间。
温度(T):热力学系统的冷热程度。
压强(P):热力学系统垂直作用到
其内部某一单位面积的压力。
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§ 热力学系统
热力学平衡态(热动平衡态):系统宏观性质不再随时
间变化的状态。
微观上分子运动并没有停止,每个分子的速度、位置、
能量在不停改变。
平衡态是理想概念,只有在平衡态下,系统的宏观
性质才能用一组确定的参量来描述:
(p,V,T)
只研究气体在平衡态下的热学规律
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.
§ 理想气体的状态方程
理想气体:气体分子本身的体积和气体分子间的作用力都
可以忽略不计的气体
气体实验定律:
玻意耳-马略特定律: pV = C
查理定律:
V = V0 (1+αt)
盖·吕萨克定律:
p = p0 (1+ βt)
阿伏伽德罗定律:同温同压下,气体体积与分子数成正比
V m
= K,ν= 为物质的摩尔数
ν M
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§ 理想气体的状态方程
理想气体状态方程:描述理想气体平衡态下热力学系统
各参量之间所满足的函数关系。
理想气体状
pV =νRT 态方程
其中R为摩尔气体常量,ν为摩尔数
PV
R = = /(mol • K )
νT
m N
ν= =
M N A
N R
n = ,k =
V N A
其中n为单位体积气体分
子数,k 为波尔兹曼常量
p = nkT
§ 准静态过程
热力学过程
当系统的状态随时间变化时,我们就说系统
在经历一个热力学过程,简称过程。
u
准静态过程
如果热力学过程中的每一时刻,系统都处于平衡态,
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,是一个理
想过程。
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