相對論與熱學復習課.ppt

相對論與熱學 復習課,狹義相對論,掌握狹義相對論兩個基本假設 理解洛倫茲坐標變換，狹義相對論的時空觀：同時的相對性、長度收縮、時間膨脹。 理解狹義相對論中運動質量、靜止質量和動量的概念。了解質量和能量的關系、能量和動量的關系，并能用以分析計算有關的簡單問題。,1、在時空變換的具體解題時，經(jīng)常用下列公式：,2、相對論的能量關系：,熱學,一、溫度與氣體動力學,掌握幾個概念：平衡態(tài)、準靜態(tài)過程、可逆過程、 狀態(tài)參量、過程的狀態(tài)圖（會畫） 理想氣體狀態(tài)方程及其相關計算 掌握溫度、壓強的微觀意義和微觀解釋 掌握能量均分定理與內能的計算 掌握麥克斯韋速率分布的分布圖（橫、縱軸，區(qū)間含義）、函數(shù)表達式、三種速度的計算 碰撞次數(shù)與平均自由程的含義與相關計算。,二、熱力學第一定律,掌握熱力學第一定律 掌握等溫、等壓、等容、絕熱過程的特點、參量關系、功、熱、內能變化的計算 掌握熱容的概念和計算，一般過程功、熱、內能變化的計算。 掌握循環(huán)過程的特點、功、熱、效率計算,三、熱力學第二定律,過程進行的方向、熱力學第二定律的表述及其微觀本質、熵的物理學意義、克勞修斯及玻爾茲曼熵公式,例：在慣性系 S中，某事件 A發(fā)生在x1處，2.010-6 s后，另一事件 B發(fā)生在 x2處，已知 x2-xl = 300 m。問：（1）能否找到一個相對 S系作勻速直線運動的參考系S，在S系中，兩事件發(fā)生在同一地點？（2）在S系中，上述兩事件的時間間隔為多少？,解：設慣性系S以速度v相對S系沿x軸正向運動，因在S系中兩事件的時空坐標已知，由洛倫茲時空變換式，可得,（2）將v值代入式（2，可得,這表明在S系中事件A先發(fā)生,例： 若一電子的總能量為5.0 MeV，求該電子的靜能、動能、動量和速率。,解：電子靜能為,電子動能為,例：氧氣瓶的壓強降到106Pa即應重新充氣，以免混入其他氣體而需洗瓶。今有一瓶氧氣，容積為32L，壓強為1.3107Pa，若每天用105Pa的氧氣400L，問此瓶氧氣可供多少天使用？設使用時溫度不變。,解: 根據(jù)題意，可確定研究對象為原來氣體、用去氣體和剩余氣體，設這三部分氣體的狀態(tài)參量分別為,使用時的溫度為T,設可供 x 天使用,原有氣體的摩爾數(shù)：,每天用掉的氣體量：,剩余氣體的摩爾數(shù)：,關系式：,例:（1）在一個具有活塞的容器中盛有一定的氣體。如果壓縮氣體并對它加熱，使它的溫度從270C升到1770C，體積減少一半，求氣體壓強變化多少？ （2）這時氣體分子的平均平動動能變化多少？,解：,例 就質量而言，空氣是由76%的N2，23%的O2和1%的Ar 三種氣體組成，它們的分子量分別為28、32、40?？諝獾哪栙|量為28.910-3kg，試計算1mol空氣在標準狀態(tài)下的內能。,解： 在空氣中,N2質量,摩爾數(shù),O2質量,摩爾數(shù),Ar 質量,摩爾數(shù),1mol空氣在標準狀態(tài)下的內能,例:1mol單原子理想氣體,由狀態(tài)a(p1,V1)先等壓加熱至體積增大一倍，再等容加熱至壓力增大一倍，最后再經(jīng)絕熱膨脹，使其溫度降至初始溫度。如圖，試求： （ 1）狀態(tài)d 的體積Vd； （2）整個過程對外所作的功; （3）整個過程吸收的熱量。,解：（1）根據(jù)題意,又根據(jù)狀態(tài)方程,再根據(jù)絕熱方程,（2）先求各分過程的功,p,（3）計算整個過程吸收的總熱量有兩種方法,方法一：整個過程吸收的總熱量等于各分過程吸收熱量的和。,方法二：對abcd整個過程應用熱力學第一定律：,例:某理想氣體的p-V關系如圖所示，由初態(tài)a經(jīng)準靜態(tài)過程直線ab變到終態(tài)b。已知該理想氣體的定體摩爾熱容量CV=3R，求該理想氣體在ab過程中的摩爾熱容量。,解