文档介绍：宋明玉
1
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
第二篇热学
第二篇热学
主讲宋明玉
2
玻耳兹曼
气体动理论基础
第一章
麦克斯韦
第一章气体动理论
3
§
§ 平衡态气体的状态方程
热现象、热运动规律
1. 研究对象:
②热运动
与温度有关的物理现象.
(温度变化伴随物体体积、压强也变. 即物体的状态
发生变化.)
①热现象:
组成物质的原子、分子的无规则地运动(布朗运动),是一种新的运动形式.
(thermal motion)
:
(1).宏观法.
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)
优点:揭示热现象的微观本质。
缺点:可靠性、普遍性差。
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(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
(1).宏观法.
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)
优点:揭示热现象的微观本质。
缺点:可靠性、普遍性差。
开放系统孤立系统封闭系统
热力学系统
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。
三、平衡态状态参量
平衡态:(equilibrium state)
热力学系统
5
平衡态
A
B
绝热板
初态
A、B 两体系
互不影响各自达到平衡态
A、B 两体系
达到共同的
热平衡状态
A
B
导热板
末态
(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
开放系统孤立系统封闭系统
热力学系统
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。
三、平衡态状态参量
平衡态:(equilibrium state)
(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。
6
粒子数是宏观量
例:
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
:m3.
⑵压强P (力学参量):
状态参量
A
B
绝热板
初态
A、B 两体系
互不影响各自达到平衡态
A、B 两体系
达到共同的
热平衡状态
A
B
导热板
末态
(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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⑶温度T:
表征物体的冷热程度.
(用温度计测量)
热力学第零定律
(热平衡状态)
分子碰撞器壁的力.
单位:
A
B
C
如果系统A和
系统B分别与
系统C的同一
状态处于热平
衡,那么,当A与B
接触时它们也必是
处于热平衡.
热力学第零定律
粒子数是宏观量
例:
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
:m3.
⑵压强P (力学参量):
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(T)单位:开尔文(k)
二者的关系:
00C= K
热力学温标(绝对温标) T :
摄氏温标( t 0C )
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。
温度
⑶温度T:
表征物体的冷热程度.
(用温度计测量)
热力学第零定律
(热平衡状态)
分子碰撞器壁的力.
单