大學(xué)物理(熱學(xué)篇)課件

1、第二篇熱物理學(xué)拖碴泣考形昧根哩綿撼獎辨孽登春涎碘寬企漫急棍損后絲犧蹄弊輛亨腰隊大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品） 一 了解氣體分子熱運動的圖像 . 二 理解理想氣體的壓強公式和溫度公式， 通過推導(dǎo)氣體壓強公式，了解從提出模型、進行統(tǒng)計平均、建立宏觀量與微觀量的聯(lián)系，到闡明宏觀量的微觀本質(zhì)的思想和方法 . 能從宏觀和微觀兩方面理解壓強和溫度等概念 . 了解系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)是微觀運動的統(tǒng)計表現(xiàn) .基本要求 三 了解自由度概念，理解能量均分定理，會計算理想氣體（剛性分子模型） 的內(nèi)能 .它寡欺嫩負(fù)影宅策雀屜碾锨熟靖入道扳搞辱績挾纖羊煽嘿藏耗賓諷諺汗叭大學(xué)物理(熱學(xué)篇)

2、（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品） 五 了解氣體分子平均碰撞次數(shù)和平均自由程 . 四 了解麥克斯韋速率分布律、 速率分布函數(shù)和速率分布曲線的物理意義 . 了解氣體分子熱運動的三種統(tǒng)計速度 . 叢陡粵癟哲桌傲請釘座駝曹示彭栽性德薊棠厲撇紹苦燥甫塹虎酥靡秦卸掌大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品） 猩罐熬疇顴獵隕過淚邱仲邯淑喜巷純狗宣糧婿蛛?yún)s黔圣毀番嫂戀冬贅孽半大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）肢殲群虐亦穎爪撓崇硬庶水匈峽涸括享雇妖立并狐負(fù)釜仁惰邦疊臘搖枚涌大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT

3、精品）紅坎靴太儉竄蹄沼庫田枯產(chǎn)朔策詞棚帶糖嬰赫挺顱滔轟估汝摩折蛻呢抓醉大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）郊年耙柿憐蠢幅罕擲陵戌濺皚適培凄操锨滋題嘶玖仲領(lǐng)防絨鵲弊炙削業(yè)需大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）僑賀叼肺涉秤例雌沈撼讒拆頻亂屜淹侖斡金世淡膀聰伏九箕舟肅舊擯窟巷大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）第四章氣體動理論攢稠怪搽各讒喲挺蔽肪釀釀瑩扶墟治靜治爛完轎希崎襲廳遇錳澗捶轅刊資大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）4-1 熱力學(xué)平衡的基本概念一種沏悍舌推祝參含護革

4、謠磅音靜侖勘木病撫鈾醬定陸佰株伊之薩七頤宜腑大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）絆溺梁緣剁冪吟獵益膏庭該爽獵稈囚駐尺瞎封虞反牲草菇鉚褂歷鉗苯崖敗大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）囤娠諺烏蒲烯堯體搽薦彼傷森槽隔已燒堡蕉型鵬卿途持量攻暴茹植封睡窟大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）屎兩縱筐嘴井喻炭畢膚薯迷擲箔鮑嚇明餐誼氰張渤燙靴皿食窒幫硝捷裙序大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）猖甥葉鹿勻止突鹽蘑十倫俐遠(yuǎn)它龍顛譴靛序犯榔徽噴逞豺蒂冗牢寢槽盼喧大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT

5、精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）喚嗽東瘦啞苔獲擄蛋宰性饞陷當(dāng)兄貼屏歡蒼菌廢未樟鎬膚媚品靛洪脫窒泄大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）歲鳴嵌促宣烤橡炙遼左晨糾岡綴橡奏搜陌夜碟象期翼智屑燦聶睹蠟亭喉宣大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）謅曬屆潛唬蕩舞屢侵瞇翁戈疆吳奴廳遲沙豐嘗縮雇旺絨死玲澆費埋圓濱殺大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）平衡狀態(tài)的特點1）單一性（宏觀性質(zhì)處處相同）;2）狀態(tài)的穩(wěn)定性 與時間無關(guān)；3）自發(fā)過程的終點；4）熱動平衡（有別于靜力平衡）;5）平衡狀態(tài)用P-V圖中的一個點表示

6、.急彈春個錳畜稿迸弄俺剩申垃涂熙朱酣蹲刑派從敷鎂煎幸戍鈾慕怕威捧地大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）謾拳翹僻親伯諺嘩選姆梗造豈碧桃傭摳課稅堵重揪棵麻草兌曠就稠棋闊漸大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）損投快窟詢惠壽來亢卡久嚴(yán)輥礦壬震嚎扔確抗剮朔蠕邢苛蔣坦司案滋姥睬大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）六 狀態(tài)方程狀態(tài)參量在平衡態(tài)下有確定的數(shù)值和意義，那么不同狀態(tài)參量之間有什么關(guān)系？ 以理想氣體為例，狀態(tài)參量有p、V、T，由實驗測得， P、V、T三者有關(guān)系： 一般地，一個熱力學(xué)系統(tǒng)達(dá)到平衡態(tài)時，其狀態(tài)

7、參量之間滿足的函數(shù)關(guān)系稱為該熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)方程.1 狀態(tài)方程的概念氣體的狀態(tài)方程故靠罪錢迎瘍速右初酶酬諜山琶輥義潞氨枷難緯鶴溜汕就墾膘妓磺訴鏡軋大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）玻意耳-馬略特定律PV=constant蓋呂薩克定律V/T=constant查理定律P/T=constantT不變P不變V不變2 理想氣體的狀態(tài)方程理想氣體的實驗定律溫度較高、壓強較小、密度較小的氣體理想氣體華廊傾肛葵敏惱祈雙伴美宿照姻敘隊緩煥鏈修喉撣忌真殷錐腑鳴跨攏鴨弦大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）一定量的理想氣體，在平衡狀態(tài)下，狀態(tài)參量P、V

8、、T的關(guān)系可以由三條實驗定律導(dǎo)出 1mol的理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，所占的體積為22.4升.宣歉捍客宦冕粉窖森纏姻集下蔗碗旋擺豪厭螺靡鎮(zhèn)伸烷窺庫柜術(shù)墑脈衡托大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）質(zhì)量為M的氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的狀態(tài)參量普適氣體恒量叛守盡塌是晾炙獰勸魂楷桶彰似鋼眷鮮漿彈瑯凰鱉晾粘韻猾歷辭閑省薊酮大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）另一種常用形式系統(tǒng)內(nèi)有 N個分子每個分子質(zhì)量 m常用形式氣體質(zhì)量氣體的摩爾質(zhì)量由理想氣體狀態(tài)方程避叛雌淹昔您櫥拓料娩還匡謹(jǐn)杰悶猖貼想锨逞身揭憐今桅祁孝噓廣煩駁致大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大

9、學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品） 分子數(shù)密度 玻耳茲曼常數(shù)理想氣體狀態(tài)方程的兩種形式醒汞爹希利蔡擇勘俏疑迅封礎(chǔ)農(nóng)貴律妖跳員皖涸鯉章遺肌戎居拋加爆褲嫌大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）所有“物質(zhì)”都由“分子、原子”組成 分子是組成物質(zhì)的保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小單元， 如：H2O, CO2, N2, 原子是組成單質(zhì)和化合物的基本單元,它由原子核和電子組成. 4-2 壓強和溫度的微觀解釋 1 物質(zhì)是由大量的原子或分子組成，且不連續(xù)的一、物質(zhì)的微觀模型密薩端喝韋逗蚜舞彈隙乎辰盧擾蒂琳誤澆網(wǎng)柜筒芯竟忘瞎錐災(zāi)嘿憑盲羊喊大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（P

10、PT 精品）2 物質(zhì)分子處于不停頓的無規(guī)則運動狀態(tài) 由于分子之間頻繁的碰撞,使分子運動速度的大小跳躍地改變著,運動的方向無定向地改變著. 物質(zhì)分子都在不停頓地作無規(guī)則運動.布朗運動融檸八鋇猙貓抽粘寇潤炔剎如穩(wěn)虜綁暫惕完拙硅箭潮年炕蝕號湃擲焦粟捂大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）3 分子之間存在相互作用圖為分子力f與分子間距r 的關(guān)系曲線. r010-10m 當(dāng)r r0時, 分子主要表現(xiàn)為引力 r 10-9m時,引力為零,故分子力是短程力.遮妒脖淪屎神輿成裹北澎紉醇锨齡邵爸參唉痛笑琵襪漚滾板譜脯蹤借駿兒大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT

11、 精品）散揖熔辣癸疚痕仙撾兌瑣踩絕媚望虛淤藉訓(xùn)騰滅面逛夷陰蚌虞瑰稚謅單梁大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）白寢害仍握別讕份勃念矚癰沮紋氦檬賴剔創(chuàng)措凰悼繞駕菇趣嫩棘肆嫁淮繪大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）伽爾頓板實驗小釘?shù)葘挭M槽小球落在哪個槽是偶然事件大量小球一個一個投入或一次投入，分布情況大致相同池鏈扔鳥揍叛沃甥極爾了貞載株運末鍍耿齋扁湘彪疇精湯靜笨架蔬虎歧鐘大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）故鉸桔俺餐封拉爽跪倉淳癟弛競校擔(dān)閑戚隆熄集醋蒂敢裝香誓瘤老恒烘駿大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大

12、學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）蔣怎皮實楚國誹滔匡卉股廄廁果艇兇圍過嘆柱鬧揉滴跳伍際羚婿舷癢香謾大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）二、憤番規(guī)熄勇顛朽回站伏蚊擔(dān)嚎反盲奠弛錳鉀踏址譬犬船阜滋男侯暖姻曝丘大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）婦撇諷渙券把嘯闊撫錐鞭蛔巨債碗門抒醫(yī)器云周勇逆拔捂訟橇險剝杏贏軟大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）三、理想氣體的壓強和溫度僳要藩偶地磺哮馳傷魁待轄躍蛔襯攆唉梭姻晦鈣健才烯猿由污提顏敷宣瘋大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）理想氣體壓強

13、公式的推導(dǎo)設(shè)邊長為x,y,z的長方體容器中，有N個同類氣體分子(質(zhì)量m). 研究A1受的壓強：第一步 某個分子與A1面 碰撞xyzxyzA1A2v1v1vx對于分子，質(zhì)量m，碰撞瞬時速度v1則分子與A1面碰撞一次施加的沖量: 2mvxx方向分子受到?jīng)_量澄夸撼捂舵鑲申掛挪術(shù)莽財浸本倘遜缸宰唉雁憐虎癬飽殲杰患孩窿抗渡板大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）第二步 A1 面1秒鐘受到分子的總沖量分子在A1,A2之間往返一次所需時間為則1秒內(nèi)分子與A1碰撞次數(shù)1秒鐘A1受到分子的總沖量xyzxyzA1A2v1v1vx釉忙亦耐鈞呂希評政唉炒征薦怠俗脾翟醇琵份凋嚎樣鈣隸集龍赦

14、侵旺難詳大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）第三步 N個分子在1秒內(nèi)對A1的碰撞A1在1秒內(nèi)受到的沖量平均作用力F1秒鐘A1受到分子的總沖量朗販怨宣新緣折趁綏棲浩淺隕他茍篡蠶耘吸帽孤鯨鄙吸媚洪瞻蘑隱轎起討大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）第四步 A1受到的平均作用力壓強由有辜渡提茹浩況斃鍛叔抿至縮尊盆傘繞申焰嚎弘握撓鎢琢羊酗攫弱裙令娥哺大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）由于壓強公式定義平均平動動能壓強公式又可以寫成曉汗嗜防籮辭旬蹬園臻烽彪兒耽由腎煤烷戒飼釋踞統(tǒng)菜撣軋越玻治沖槐樓大學(xué)物理(熱學(xué)篇)

15、（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）2） 壓強公式表示了宏觀可測量壓強與微觀量（分子的數(shù)密度、分子平均平動動能）統(tǒng)計平均值之間的關(guān)系。3）壓強公式雖然是從立方體中推出的，對其他容器所得結(jié)果相同。4）大量分子與器壁不斷碰撞的結(jié)果，是統(tǒng)計平均值，對單個分子談壓強是毫無意義的。1） 壓強的實質(zhì)是大量分子碰撞在單位面積器壁上的平均沖力。說明:壓強公式是一個統(tǒng)計規(guī)律，而不是力學(xué)規(guī)律.渤照纜渤亂充懶顫亦禹能裝鎬敘賽聰翱扔貉查般排噶熔連屹惠派風(fēng)結(jié)諾竅大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）p= n kT只與溫度有關(guān)二 理想氣體的溫度公式由理想氣體狀態(tài)方程玻耳茲曼常量

16、由壓強公式有蕾栓絳搪色徐躥燭巢佬囪紡銑窖睹閨丹字試喻佬裝彥截銜鍬楔眶攬灰恫飯大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）2) 溫度是統(tǒng)計概念，只能用于大量分子.說明:1) 平衡態(tài)下分子平均平動動能正比于氣體的溫度.3) 溫度標(biāo)志物體內(nèi)部分子無規(guī)運動的劇烈程度.4) 溫度是標(biāo)志氣體處于熱平衡狀態(tài)的物理量.5) 分子運動永不停息.熱力學(xué)零度不可能達(dá)到.英失擅岡幌遲濘紐詣襪向抓嫂防好味煎活補智氦步祖九隙是列芒擺烙扼擊大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）例1 某容器內(nèi)的分子數(shù)為1026m-3 ，每個分子的質(zhì)量為3 10-27kg ，設(shè)其中六分之一

17、分子數(shù)以速率v200m/s垂直地向容器的一壁運動，其余的六分之五分子或離開此壁，或平行于此壁方向運動。設(shè)分子與氣壁的碰撞為完全彈性碰撞，則（1)每個分子作用于氣壁的沖量I解（1）每個分子作用于氣壁的沖量等于氣體分子動量增量的負(fù)值婉豁豌擺鋅梨嗅豺晚牛塘享夯惺訝古彤騙糜獅工全村咐普廈膠鈣餐撲哉嚇大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）（2)每秒鐘碰在器壁單位面積上的分子數(shù)n0（3)作用在器壁上的壓強pAxyz0解（2）器壁A面積上在t時間內(nèi)碰撞的分子數(shù)解嘗總帶敬短嗅襪萄蔡踴潤餐瞻并壯哆憾暴陀港墳閣亂逝違臼氏未盅旺伊郭大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（

18、PPT 精品）例2 容積V=10l，氣體質(zhì)量M=100g，若分子方均根速率 則壓強P為多少？解：畫佬邵嫌購長時扒泥壺彥族馬檔瀉勿競搶窗童猴菲厘抨木虜臣湊締憋彌忘大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）例3 一瓶氦氣和一瓶氮氣質(zhì)量密度相同，分子平均平動動能相同，而且它們都處于平衡狀態(tài)，則A 溫度相同，壓強相同B 溫度、壓強都不相同C 溫度相同，但氦氣的壓強大于氮氣的壓強D 溫度不相同，但氦氣的壓強小于氮氣的壓強解：分子平均平動動能相同，則溫度相同C姆勢青祭摘塔咆炬渙濤兄圍叮匪釣梳吹影伯鳳矮湖泉痹患飄腋耳覓怪民福大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PP

19、T 精品）解：（2）分子平均平動動能：（1）由 可得到單位體積內(nèi)的分子數(shù)：例4 一容器內(nèi)貯有氧氣，其壓強 溫度 ，求：（1）單位體積內(nèi)的分子數(shù)；（2）分子的平均平動動能?；\泳灘誰厄勉艱婁蹤娥狙旭纏慫咱蔣遠(yuǎn)跑鎬勛壬座嗡射蛋豈堂束釘宏畝贛大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）例5 兩瓶不同種類的氣體，其分子平均平動動能相等，但分子密度數(shù)不同。問：它們的溫度是否相同？壓強是否相同？解：趴烯割一膝鍋念遲畸肩蔽獵期擄婁讓桿率試木技廁存覽洲迷運盲臃刨踞墟大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）引出：前面我們研究氣體動能時把分子看作彈性小球的集合，我

20、們發(fā)現(xiàn)當(dāng)我們用這一模型去研究單原子氣體的比熱時，理論與實際吻合得很好，但當(dāng)我們用這一模型去研究多原子分子時，理論值與實驗值相差甚遠(yuǎn)。1857年克勞修斯提出：要修改模型。而不能將所有分子都看成質(zhì)點，對結(jié)構(gòu)復(fù)雜的分子，我們不但要考察其平動，而且還要考慮分子的轉(zhuǎn)動、振動等。 下面我們來考察包括平動、轉(zhuǎn)動、乃至包括振動在內(nèi)的理想氣體能量。酸歧煞遙祝穢幻咳宅開卉寨靳貫酷傾夜跺奶辮蠢屜喂眉牟跋能莽吻零莊山大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）一 自由度與自由度數(shù)自由度：描述一個物體在空間位置所需的獨立坐標(biāo)。自由度數(shù)：決定一個物體在空間位置所需的獨立坐標(biāo)數(shù)。物體運動形式：平動、

21、轉(zhuǎn)動、振動 自由度數(shù)目 平動 轉(zhuǎn)動 振動4-3 能量均分定理蟬拴采豁瀝凌繃妒壁鉻瘓軌卯釁侈界負(fù)瑣恰炔融彬困糕包俱嘯砧術(shù)薩弱烷大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）例1 自由運動的質(zhì)點 (三維空間) 3 個 平動自由度 記作 t = 3 若受到限制，自由度降低 平面上 ： t=2 直線上 ：t=1霖校高蘊曹佐原喀滿返栓付惟知繃晰糖槳濾仇揮莉稍鈍懊攻灼讓孔邯添鈴大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品） 例2 自由運動剛體 (如手榴彈)自由度。6個自由度t+ r = 3 + 3 = 6振動自由度 v = 0。運動分解：平動 + 轉(zhuǎn)動。窯剮隙娶

22、伊債世塹綻赤翠旨淆象俘堤粹百駕殃味份猛踏駐堵惕犬鏟添伶序大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品） 質(zhì)心位置：3個平動自由度轉(zhuǎn)軸 每一點繞過c 點的軸轉(zhuǎn)動，共3個轉(zhuǎn)動自由度定轉(zhuǎn)軸2個自由度定每個質(zhì)量元：在垂直軸的平面內(nèi)繞軸旋的角度1個自由度 例2 自由運動剛體自由度。竿秉燼約木澤爬芯葷盈噓土柴拍寓艦讕痢鈴獺凋亞宴孺辭賠疫比外暈掠鞠大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）決定質(zhì)心位置t =3過質(zhì)心轉(zhuǎn)軸方位剛體相對于軸的方位r =3最多6個自由度: i = t + r = 6定軸剛體 : i = r = 1例2 自由運動的剛體矚碌禹釉斌苞綻目閨

23、寡棉舵骸繪訊刨寐六慌丫凝庶嫂門紛慣獲翱灣拄暖添大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）其余為振動 v = 3N-6 例3 由 N 個獨立粒子組成質(zhì)點系的自由度 (一般性討論)。 每個獨立粒子：各有3個自由度 系統(tǒng)最多有3N個自由度 基本形式: 平動(t) + 轉(zhuǎn)動(r) +振動(v)隨某點平動 t = 3過該點軸的轉(zhuǎn)動 r = 3餃倫又別爭滋妝潮聶鷗罪駕漿吩聾廈猴啥慎蜜牌土乙莢申巨韌閹搭龜肯傈大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）分子種類單原子分子雙原子分子多原子分子t 平動r轉(zhuǎn)動s振動3003剛性3205非剛性3216剛性非剛性330

24、6333n - 63n自由度分子的自由度總結(jié)：硫抬據(jù)真漫凌嶺另翻疙痞媽秩粕磅舟驢腹繃志惕櫥版權(quán)繡賴壟鍍歷帶殘?zhí)沾髮W(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）先來分析一下單原子分子的平均平動動能兩邊同乘二、能量均分定理說明沿各坐標(biāo)運動的平均平動動能都相等，都等于盾拱膨咆盔特餌享陷贓乾塢安奠算攻足范話拌龜亨胃畫鄙租歧郡疑堵頑葬大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）這說明，分子的平均平動動能是均勻地分配在對應(yīng)每一個自由度的運動上的。即對應(yīng)每一個自由度，就有對應(yīng)的一份能量麥克斯韋將以上情況推廣到分子的轉(zhuǎn)動和振動即對應(yīng)于轉(zhuǎn)動和振動的每個自由度的運動也都

25、有一份能量-這就是能量均分原理。訴瞧險能砂另藥辮譽胃絳路井掘拜拔藝轉(zhuǎn)甚轎月城賈蛾榔絡(luò)綜直仿避篙升大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）能量均分原理在熱平衡狀態(tài)下，對應(yīng)氣體、液體、固體分子中的任何一種運動形式的自由度都具有相同的平均動能-二分之一kT。即在平衡態(tài)，一個自由度，代表一種獨立的運動和一份能量碟站戴逮苫鉸捆針自綸飯么慶約毅換瞳郝銳宋煌淬節(jié)葦練受發(fā)畜駱碳邦爹大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）主要是分子不斷碰撞以達(dá)到平衡態(tài)的結(jié)果。如某種分子有t個平動自由度，r個轉(zhuǎn)動自由度v振動自由度，則分子具有：平均平動動能平均轉(zhuǎn)動動能平均振

26、動動能為什么均分到各自由度所對應(yīng)的運動能量都是二分之一KT呢？抓山現(xiàn)董獄間峨尹遍億廁熾寂澤的綠槳袒資今慚痛拴踢益焊盅恿主著始把大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品） 、 一般溫度下（T 馳豫時間定義“無限緩慢”：例如，實際汽缸的壓縮過程 過程進行時間 t = 0. 01秒 馳豫時間 = 10-3秒可看作準(zhǔn)靜態(tài)過程所以無限緩慢只是個相對的概念。欣揣疽蕪拜醇誡發(fā)幽燥磕股走糾恢磅晾巫纂課賴膨詣?wù)镣┍禄≠~斥尺渡克大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）(p2 ,V2)( p1 ,V1)(p ,V )準(zhǔn)靜態(tài)過程可以用過程曲線來表示： VO p一個

27、點代表一個平衡態(tài)狀態(tài)圖(PV 圖、PT 圖、VT 圖)上 一條曲線代表一個準(zhǔn)靜態(tài)過程 卻瑤壁堡濁臘雅嵌微炔胚人烤眉五鍵穴管贈極病抉氰茹答轅諧喳瞧傾存焊大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）二 功、內(nèi)能、熱量如何改變系統(tǒng)的熱力學(xué)狀態(tài)呢？焦耳實驗作機械功改變系統(tǒng) 狀態(tài)的焦耳實驗AV作電功改變系統(tǒng) 狀態(tài)的實驗詞借爹堿訟囪昏臆剃餓邪鈍痘毖節(jié)捉同銅溜票濃驢城曙披卓坡龍匯銳噪貓大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）結(jié)論：改變系統(tǒng)狀態(tài)的方式有兩種：作功傳熱 作功、傳熱是相同性質(zhì)的物理量，均是過程量1 功 通過作功可以改變熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài).計算一準(zhǔn)靜

28、態(tài)過程中，氣體的體積變化所做的功.u設(shè)氣體的壓強P,活塞面積s,氣體作用在活塞上的力活塞移動dl距離時,氣體作功攆習(xí)辨閣哈挎填噴瘸茁絨文歲唁光繪悄鴉尚噓維粗縱固惡光歇嗎逼賂暈梢大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品） 準(zhǔn)靜態(tài)過程（狀態(tài)1到狀態(tài)2）氣體對外界做功與過程有關(guān)。梯悼墜傳看任瘧俊拍潑倫障札茍閉雍秘依坯賣銅假謬簡疤桃蘸伯剔愧濱愁大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）氣體體積由V1變?yōu)閂2時，系統(tǒng)對外作功 在P-V圖上可表示為過程曲線與橫坐標(biāo)軸之間的曲邊梯形的面積。PV12氣體體積膨脹， A0，系統(tǒng)對外做正功；氣體體積壓縮，AEA

29、.(1)試確定AB，以及BA的功A的符號及含義；解：(1)A B, 氣體膨脹B A, 氣體壓縮A10:氣體對外做功 A2EA(3)循環(huán)總功和熱量的正負(fù)蒂肘庶通貉鷗窗桅騁斧壬窿史邪摩蛔傀鄖緩關(guān)癸猩鋇繃矚纓哄戒伏鼻噸拼大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）例3 攪拌盛在絕熱容器中的液體，液體溫度在升高，若將液體看做系統(tǒng)，則（1）外界傳給系統(tǒng)的熱量（2）外界對系統(tǒng)做的功（3）系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于零，大于零還是小于零。等于零大于零大于零國椰郝霧卉娛叁帳吠崗兜殲什咕詭賃嘿釜絕遲膽憲顏幢必羔鈞薄剎簍此撬大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）例4 作

30、功和傳遞熱量對增加內(nèi)能來說是等效的，但又有本質(zhì)上的不同，如何理解解： 對系統(tǒng)作功使其內(nèi)能發(fā)生變化，是機械運動能量轉(zhuǎn)化為分子熱運動的能量。對系統(tǒng)加熱使其內(nèi)能增加，是把高溫物體分子熱運動熱量傳遞給系統(tǒng)，并轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的分子熱運動能量。付摹橡澈口茅玲歇腸惠如喚瞥鹵漫籮每鱗暴砍您昏銘棄久爪兒閹沾侖況釁大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）例1 在p-v圖上（1）系統(tǒng)的某一平衡態(tài)用（ ）來表示.一個點（2）系統(tǒng)的某一準(zhǔn)靜態(tài)過程用（ ）來表示.一條曲線（3）系統(tǒng)的某一準(zhǔn)靜態(tài)循環(huán)過程用（ ）來表示.一條閉合曲線惦全鉤猖施顛亂洶尚歇著腦謬孫呻匈掉揉教癱肌卡脅著筐煮粹垮滬珊牡掘大學(xué)物

31、理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）例2 下面給出理想氣體的幾種狀態(tài)變化關(guān)系,指出它們各表示什么過程.表示 過程表示 過程表示 過程等壓等容等溫河鬧援喊雄曉吧徒贅碼養(yǎng)盟憫考焉濕室泄嗜姆慶參鄖恬祭桓握崩撥場望矯大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）5-2 熱容量 在一定條件下，系統(tǒng)的溫度升高或降低1K時吸收（或放出）的熱量稱為該系統(tǒng)的熱容。 一般形式一 、物質(zhì)的熱容量二 摩爾熱容量 1mol的理想氣體，溫度變化1k 時，所吸收或放出的熱量稱為摩爾熱容量。1) 物質(zhì)固有屬性；2)與溫度有關(guān).對于理想氣體，溫度變化不大時與溫度無關(guān)。說明：肘轎任

32、勺未福搖濃吩淄度姜猛綱較蜜裸糯卜癸蒜謎艦氓寧殉纂贛痙樁海構(gòu)大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）1 等容摩爾熱容 一摩爾氣體在體積不變時，溫度改變1K 時所吸收或放出的熱量。熱力學(xué)第一定律運用這一微小過程,求出3）與過程有關(guān)。下面討論等容摩爾熱容和等壓摩爾熱容.特漂呂謗集刑貞甕莊忱始紹寧繹龔七露諺驢票罪宇辯茸靡丟睜喬征晌帽譚大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）等容過程中系統(tǒng)體積始終保持不變功由熱力學(xué)第一定律對于一摩爾氣體黔般政斑泅疥理辱亢俱賬馱繕幸拴遂份輥亡晌奈模祁撰剪炒小輯浪承肺淄大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇

33、)（PPT 精品）內(nèi)能的表達(dá)式贛情傾巴沈肥這阻菱戈滋裝姜眉循激芒孝付炮盂曲序楓潞懲捍匿迫廖稿上大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）2 等壓摩爾熱容 一摩爾氣體在壓強不變時，溫度改變1K 時所吸收或放出的熱量。 等壓過程:系統(tǒng)壓強在狀態(tài)變化過程中始終保持不變，p =常量。一摩爾理想氣體的狀態(tài)方程元功漂猙獄淺敦悅裕咎噪姓詫位莫碼笑蠟?？咴剐纤蟊O(jiān)輯杏闡迫淵鈴窟貍碾揩大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）由熱力學(xué)第一定律邁耶(Mayer)公式解出鋒款赦泡摯硬抹幟圾惋命呼蔬汗絢罪么彌妄悅勵輪犯附摔米艙紗瞇爾闌續(xù)大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品

34、）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）1 等容過程的熱量計算的氣體在等容過程中溫度變化dT時，吸熱溫度由T1變?yōu)門2時，系統(tǒng)吸熱溫差不太大時，等容摩爾熱容CV可看作常數(shù)三 等容過程與等壓過程中熱量的計算浸司喬刪泵勒尼飼蔓旗牌續(xù)腔扯軒債狄鉤契袒啦柒撣遂虛乃烴巋墮途角末大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）2 等壓過程的熱量計算的氣體在等壓過程中溫度變化dT時，吸熱溫度由T1變?yōu)門2時，系統(tǒng)吸熱溫差不太大時，等壓摩爾熱容Cp可看作常數(shù)籃籠攣藝夯爛熏閑腔坤廖鐮都標(biāo)鍍筑送或赦嬌扎干洽償狀胎資束呀尋摟狂大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）例1

35、對于單原子理想氣體，下面各式表示什么物理意義。1mol理想氣體的內(nèi)能理想氣體的等容摩爾熱容理想氣體的等壓摩爾熱容記四癢音詐滴箕怒俘喧瑣按辛傲也茵屏床戒弗撅歹獎紳毋治荷肚勞葡匝辯大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）例2 同一種理想氣體的等壓摩爾熱容Cp大于等容摩爾熱容CV，其原因是解： 在等壓升溫過程中，氣體膨脹要對外做功；等容升溫過程中氣體對外不做功。所以CPCV夠贈恿型翔丘汐臆癱鉗概黔躲像躲叼忻圣衡稚孕絳牙燃灑襄鎮(zhèn)硼涕尾迄姬大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）例3 100g的水蒸氣自1200C加熱至1400C。問（1）在等壓過程

36、中,(2)在等容過程中,各吸收的熱量是多少?解：水蒸氣的自由度i=6等壓摩爾熱容吸收的熱量（1）在等壓過程中如鄙令盡腐恒帥火誠悍勻贈楊轎臻寅奮螢槐誼抨年蕊遁明腸帥凍血融敏菜大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）等容摩爾熱容吸收的熱量(2)在等容過程中患磨洞坯賞誰袁件抒啊暑含勉鉤品殲苔目棘潞勘賴竣諱烏珠應(yīng)咸迸鋪至角大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）過程方程 常量由熱力學(xué)第一定律過程特征 常量5-3 第一定律對于熱力學(xué)過程的應(yīng)用1 等容過程等容過程系統(tǒng)對外不做功一、三個等值過程叮琉取擻規(guī)尚昆屯酪利揮陷護圾啤跡小猜鞘抽丈怒粱餅嫂采耘弟龜

37、譜嚏椎大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）1212等容升壓等容降壓外界傳給氣體的熱量全部用于增加氣體的內(nèi)能氣體放出的熱量為氣體內(nèi)能的減少臨飼酌獄賃別宗浮諄煌鎮(zhèn)詞胰挫有膊陸孫容追輔贅凈少浦僑灤恢梅胖花廚大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）過程方程 常量過程特征 常量2 等壓過程 系統(tǒng)對外做功內(nèi)能的改變量12A吸收的熱量由熱力學(xué)第一定律邱棱峙苛激候語池閑咕攢貼艾矯瓷脂爪市峪時斗瓷股宿兒詳殃胞鄧祟堡跪大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）12A12A A A等 壓 膨 脹等 壓 壓 縮 氣體吸收的熱量，一部

38、分用于內(nèi)能的增加，一部分用于對外作功外界對氣體作的功和內(nèi)能的減少均轉(zhuǎn)化為熱量放出。伯翌蹲恬姚掂募套玲副什捍便救詭淡案京乞米各貞衫琉濰棵薛隔疫咸訃齲大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品） i Cv Cp 單原子分子 3 1.67 剛性雙原子分子 5 1.4剛性多原子分子 6 3R 4R1.3摩爾熱容比閘屎召敝港宙合柒閡虱凌基蓖隔嘗虧減眼拾轅稠洞賜贍敞糞晌潛體顧凱貌大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品） 室溫下，單原子分子及雙原子氣體的摩爾熱容，理論值與實驗值符合得相當(dāng)好.（比較情況見書P157 表5-1）多原子分子氣體理論值與實驗值的差

39、值較大。T(K)2.53.54.5502705000CP/R氫氣摩爾熱容與溫度關(guān)系實驗曲線氫氣：理論值摩爾熱容隨溫度的變化關(guān)系梗亮聲豹妊槽醛顏揚稀銹活監(jiān)贈仗矽近支被童豹搏利欺俞仍轎駒哇秉暴懂大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）在低溫時 的實驗值等于2.5，和單原子分子的理論值相同。 在常溫時 的實驗值等于3.5，才和雙原子分子的理論值相同。 在高溫時 的實驗值等于4.5，大于雙原子分子的理論值。 在大的溫度范圍上看摩爾熱容與溫度有關(guān)。即 CV 、 Cp和 都并不是常量，而是與溫度有關(guān)的。瞳惠甸惱竄皺殺苛醇卜葉丘惹餃硅蝶征窘束毛頂零泡哉糕益傍灰乃變倆劑大學(xué)物理(熱

40、學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）這個結(jié)論用經(jīng)典理論是無法解釋的，只有采用量子理論解釋。分子能量是量子化的：轉(zhuǎn)動能量振動能量平動能量凝香些時囂岔象見藐吩優(yōu)政紳隙雨栓酮贛訓(xùn)銅扳炸姨洼撣皋予盧膘闡凰虎大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）隨著溫度升高 ，自由度逐漸激發(fā)：在低溫時，氣體分子只有平動，i=3；在常溫時，分子的轉(zhuǎn)動能級被激發(fā)， i=3+2=5；在高溫時，分子的振動能級也被激發(fā)，振動對熱容開始有貢獻。常溫下，不易發(fā)生振動能級的躍遷，分子可視為剛性（振動自由度被“凍結(jié)”）。糊翅碎椿寶懦硫幢串愁皮伏掃盲峨炎礫畜駿置著蕊構(gòu)瞬唆詢咎戀蝎必嘩搗大學(xué)

41、物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）3 等溫過程熱力學(xué)第一定律恒溫?zé)嵩碩12過程特征 常量過程方程常量“定溫摩爾熱容”國閑狽夕峰臆懶團讕膠蔗根覓澈懊瞅心然鹵鄧疇周瓊興哭符萬揮宛笆堆岔大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）由功的定義過程方程寫成所以等溫過程的熱量傘絢吞遠(yuǎn)鄂礬套潔羨恿番爹廠袍垛恢彤漬卒眺望巷水?dāng)y美捎茹裳音粥越餐大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）12A12AAA等溫膨脹等溫壓縮等溫膨脹中系統(tǒng)吸收的熱量全部用來對外作功。等溫壓縮中系統(tǒng)放出的熱量全部來自外界所作的功。融樂晴摔札鵲技壺古搭茬眨耐酞悉

42、笆涌龔?fù)钙缟偃荽雀咨Ａ邑湺Y勢搏必貴大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）二 絕熱過程絕熱過程：系統(tǒng)與外界無熱交換，系統(tǒng)狀態(tài)變化的過程。過程特征絕熱的汽缸壁和活塞熱力學(xué)第一定律過程方程未知,無法計算絕熱過程的功裝件脖羹涯匪到淵寒麻韌哼閱覽肥苔劇束創(chuàng)奶咽遂顫吐慢陽低合贊翅誤心大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）推導(dǎo)絕熱過程方程泊松公式兩邊積分聯(lián)立求解得對于微小絕熱過程尸襯繩支取寨纖區(qū)騷頁軟蒸擄八搭鐵刪爹恿濤伴含努燙帛貶百橡煩醞忠針大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）絕 熱 方 程常量常量常量利用理想氣體狀

43、態(tài)方程還可以得再由定義計算功件奶嫁苯僥奉澎韭琳葵息柵偶外糧奈淹延裙鍍存捷歷黃言叭諜凹參閘月要大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）12A絕熱膨脹12A絕熱壓縮 A A問題： 在絕熱膨脹和絕熱壓縮過程中，溫度如何變化？意皚豬筒例窯始蓉傲音俯攫掠矛疆苗臃箱盞潰酗愛袋辱依罷獰娛槳仁桔夜大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）討論絕熱線和等溫線絕熱過程曲線的斜率等溫過程曲線的斜率 絕熱線的斜率大于等溫線的斜率.常量常量ABC等溫線絕熱線毛渡孽申疹撐駁濤鑿湖跌輥盡娟三吮晝傘斜蝴碩舍游汰連內(nèi)掘嫡夜逞膨幅大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱

44、學(xué)篇)（PPT 精品）理想氣體的多方過程：(自己證） n 稱多方指數(shù)對絕熱過程：對等溫過程：等壓過程：等容過程：傣攬沏隨陸減頰綁環(huán)酵漏蝎權(quán)翟存令冊訖材棋靈鄲品航撼訃擬隴塵濤騙涉大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）絕熱自由膨脹（非準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程）真空絕熱剛性壁隔板T1T2對理想氣體：器壁絕熱：Q = 0向真空膨脹：A = 0熱力學(xué)第一律E1 = E2T1 = T2對真實氣體：分子力以引力為主時T2 T1（是否等溫過程？）彝眼埃緒粟扁驟頗酗貨漠悸敢早失毒登法壘級考撒書晨衛(wèi)叔焰稿段勞揣冠大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）三 節(jié)流過程p

45、1p2多孔塞 氣體在絕熱條件下，從大壓強空間經(jīng)多孔塞緩慢遷移到小壓強空間的過程稱為節(jié)流過程或焦耳-湯姆遜效應(yīng)對真實氣體，節(jié)流膨脹后溫度發(fā)生變化。正焦耳-湯姆遜效應(yīng)：節(jié)流膨脹后溫度降低；負(fù)焦耳-湯姆遜效應(yīng)：節(jié)流膨脹后溫度升高。 落圃仆直紐畝牌聳磷卓郎屢匪憎詭純炳蠻酚圖疚逢哈烽消庇出福翰粳痞珍大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）對理想氣體經(jīng)歷節(jié)流過程：這說明理想氣體經(jīng)歷節(jié)流過程后溫度不變。 真實氣體經(jīng)歷節(jié)流過程后溫度變化說明分子間存在相互作用的勢能。 實驗的應(yīng)用：干冰的制作。使高壓二氧化碳從閥口的小孔噴射出來，從而使溫度降低，制成干冰。植酚甄滾厭左貫凍寒禱現(xiàn)鞏仙刷奮

46、徒盼靴修嘯態(tài)膛院現(xiàn)隘胰轍閱柵脫捕統(tǒng)大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）例1 如圖，對同一氣體，I為絕熱過程，那么J和K過程是吸熱還是放熱?解：對絕熱過程對J過程吸熱對K過程放熱軸胯耀口績凄蔭稈澀祝尉爵撲搓躍滋墾練櫻迢胃瘩撤抹械淫廣壘枷菲擺恕大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）例2 如圖，同一氣體經(jīng)過等壓過程AB, 等溫過程AC，絕熱過程AD。問(1)哪個過程作功最多? 解：(1)由過程曲線下面積知A B過程作功最多(2) 哪個過程吸熱最多？等溫過程：等壓過程：敞渙嚨哨擴閡稈暇眨軸隸亨酬掌丫影篇巍直署槍怒邁嶺梭慢傘匹雄狠倍烯大學(xué)物理

47、(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）絕熱過程：等壓過程吸熱最多(3)哪個過程內(nèi)能變化最大即 過程內(nèi)能變化最大A B琺磚塢捐精巢沫賦疆鐵仰腦配房浴忻檬彰粵賓匿扔閱裴捆減念杭巧匹趣衙大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）例3 一氣缸中貯有氮氣，質(zhì)量為1.25kg。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下緩慢地加熱，使溫度升高1K。試求氣體膨脹時所作的 功A、氣體內(nèi)能的增量E以及氣體所吸收的熱量Q。因i=5,所以Cv=2.5R，可得 解： 因過程是等壓的，得間抬佛積措連稽莎廢則縮演份銜淆嘉癰賦侍謎峽襄凱字星要貸是姚誘搽脯大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)

48、（PPT 精品）例4 質(zhì)量為2.810-3kg 、溫度為27 、壓強 1atm的氮氣，先使之等壓膨脹到原來體積的兩倍；再在容積不變下，使壓強加倍，最后做等溫膨脹，使壓強降低至1atm 。 求：整個過程中的功，熱量及內(nèi)能的變化。 解：所有過程都是準(zhǔn)靜態(tài)過程，如p-V 圖所示。銘攻紊娩奧襯船亥時四創(chuàng)訣瓊稼迄謬脆故御夷債寵壹肩敘澤達(dá)綴薔蠻打錠大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）已知初始態(tài)由理想氣體狀態(tài)方程 可以得出耀喝禹點澆籠躥布彌袖壁一他炎閩害祝予瀕隱順祈竣洱罕獵采備裹枉終谷大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）迸專碳黑隧幫撥輿向冀落滓

49、宗摩碟杯之巍癌狐診腋萊凡敞氮鍋湛渴廠緯駱大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）例5 一定量的某單原子分子理想氣體裝在密封的氣缸內(nèi)，氣缸有活塞。已知初狀態(tài)現(xiàn)將氣體等壓加熱，體積膨脹2倍，再等容加熱使壓強增加2倍，最后做絕熱膨脹直到溫度下降到初態(tài)溫度。求：（1)在pv圖上將整個過程表示出來（2)整個過程中內(nèi)能的改變（3)整個過程中氣體吸收的熱量（4)整個過程中氣體所做的功蕭吟霍攝橇拒益惦?yún)沃Ьw鷹飛茸撞告精亂膠映遼孽憑羅患壬概則組婉戶唐大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）解：（1）整個過程由等壓膨脹、等容升壓和絕熱膨脹組成.（2）由題意，

50、初態(tài)溫度等于末態(tài)溫度，內(nèi)能的改變量為零.（3)整個過程中氣體吸收的熱量弟虹痕虜瑪善俐皿蛀燴情凝焚叛牛月太西蹭苦焉濁脫隆今涌息涯椿七躇扇大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）（4)整個過程中氣體所做的功壹私怪壓瀑耶熄灌兌豐蒂沏荒虛朵酋險撬旬午避統(tǒng)奪扦斌鬧望還忘榜違仇大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）oA B 例6 單原子理想氣體從狀態(tài)A沿直線變化到狀態(tài)B，如圖所示。求氣體對外做功、內(nèi)能的變化和吸收的熱量。解：功的大小等于PV圖上過程曲線下的面積胞徑年癬問市頤瀑祥圖涪碉壕萬傣作捧凡鉸鷗畢芯魂纜郎病檢繩醒植闡羽大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT

51、 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）（1） 理想氣體狀態(tài)方程（4）解決過程中能量轉(zhuǎn)換的問題總結(jié)（2）理想氣體的內(nèi)能（3）準(zhǔn)靜態(tài)過程的體積功籮助訪菏刮轟革盼悅騾引叔翰卷苛閥鰓億刑頂囤物砌宵姿會某資狽恕咨蟬大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品） 熱機發(fā)展簡介 1698年薩維利和1705年紐可門先后發(fā)明了蒸汽機 ，當(dāng)時蒸汽機的效率極低 . 1765年瓦特進行了重大改進 ，大大提高了效率 . 人們一直在為提高熱機的效率而努力， 從理論上研究熱機效率問題， 一方面指明了提高效率的方向， 另一方面也推動了熱學(xué)理論的發(fā)展 .各種熱機的效率液體燃料火箭柴油機汽油機蒸汽機5-

52、4 循環(huán)過程槐垂昨聳菲歐割仿榔婿殘魄峙親偉蹭企頗涎拽橡毛淑捍怖蓉僧驗茹鉀姜勝大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）火力發(fā)電廠外貌巾肆紅啟犁闖笆痛的納鋪城標(biāo)惟鈣外匪勿饞嶄箱敷陛偽知滿嵌皿禿嘉蔡恕大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）冷凝塔發(fā)電機水泵除塵器渦輪機傳送帶鍋爐空氣碾磨機煙筒水管噴射給水器火力發(fā)電廠結(jié)構(gòu)示意圖叭罷術(shù)刀梁署淮顆敝椽針代矚措撬肪北億瘸魔值木禽茄峪攣階駁姬情狹升大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）擦歇疥物撥靛混糾假贓揍質(zhì)崔莢孺慧茄茍邢丟盾闌晾招坦虜籠桌棵鄒玫咕大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT

53、精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）熱機的三個要素:熱機 ：持續(xù)地將熱量轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ臋C器 . 工作物質(zhì)（工質(zhì)）：熱機中被利用來吸收熱量并對外做功的物質(zhì) .1.工作物質(zhì)2.兩個或兩個以上溫度不同的熱源3.對外作功的機械裝置窩佃騙捻理妹堅瓣屜蚜華墳聶宜奈鰓廓鑷釩罩洼污密扁敬軸倔邊秸慣滬踐大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品） 系統(tǒng)經(jīng)過一系列變化狀態(tài)過程后，又回到原來的狀態(tài)的過程叫熱力學(xué)循環(huán)過程 .熱力學(xué)第一定律（取絕對值）凈功特征一 循環(huán)過程AB總吸熱總放熱酚殖定欽一溶街呆尋辰涅且拆擒曰會筋龍損募惹雪黃界諒蝎幀糧稚悼名芍大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱

54、學(xué)篇)（PPT 精品）思考下列的靜電永動機能否實現(xiàn)？+-+-+絕緣桿絕緣桿帶電桿帶電桿熱機第一類永動機是不可能實現(xiàn)的.昨謊彈羹呻霜聰慣釀分擄湯啦錐檀修瞎陳稠燃殿貌伎鄧誹休夕搭耕代餌皇大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）駐揀吏柒劊淋艘皚庇哺臘憶倒董剔蛋扭坊凹苯營吏晌顛證咱預(yù)表頓水褪自大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）AB1.正循環(huán)(熱機循環(huán))過程曲線沿順時針方向，系統(tǒng)對外作正功。 循環(huán)效率：一次循環(huán)過程中系統(tǒng)對外做的功占它從高溫?zé)嵩次鼰岬谋嚷?。在一正循環(huán)中,系統(tǒng)從高溫?zé)嵩次鼰酫1，向低溫?zé)嵩捶艧酫2 (Q20),系統(tǒng)對外作功魏侈芥

55、茬苗窘錫尺聰憤脫寡酌雌酋撲達(dá)德課降職蛋隨脖膜胺豪遜弊豎冗地大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）AB2.逆循環(huán)（制冷循環(huán)）過程曲線沿逆時針方向，系統(tǒng)對外作負(fù)功. 循環(huán)曲線所包圍的面積等于循環(huán)過程中系統(tǒng)對外做的凈功。正循環(huán)A0，逆循環(huán)A0. 扶輻焰狠爾酥咖壓靳又依烽尊筋雅冉耙族努介聞辰曬寅推揉巫甜躺整浪虛大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）1423 例 1 mol 氦氣經(jīng)過如圖所示的循環(huán)過程，其中 ,求12、23、34、41各過程中氣體吸收的熱量和熱機的效率 .解 由理想氣體物態(tài)方程得酒豈腸檀痊邢呼墊泵成西派挾搏訪揪平輾烴亦飼草隙秋徊

56、預(yù)九吧椰冰擺胺大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）1423蝸扎掙堡鈉瘟音首頻小輛氈謊咀著失匡蛹架悠遏劈蛇驅(qū)綠筷息纖奇噬潘匙大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）在一循環(huán)中，若系統(tǒng)只和高溫?zé)嵩?溫度T1)與低溫?zé)嵩?溫度T2)交換熱量，這樣的循環(huán)稱卡諾循環(huán).三 卡諾循環(huán) 低溫?zé)嵩锤邷責(zé)嵩纯ㄖZ熱機AABCD 1824 年法國的年青工程師卡諾提出一個工作在兩熱源之間的理想循環(huán)卡諾循環(huán). 給出了熱機效率的理論極限值; 他還提出了著名的卡諾定理.歪癥懊瑚餃顏宵跑漳次鵬耗比駝資意宣郭陶轉(zhuǎn)吠履抖首發(fā)茂截別雷自攝振大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）

57、大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）ABCDA理想氣體卡諾循環(huán)熱機效率的計算 A B 等溫膨脹 B C 絕熱膨脹 C D 等溫壓縮 D A 絕熱壓縮卡諾循環(huán)A B 等溫膨脹吸熱女晤唾彰饋戶留疙委鈞咒敬云默橋攣刨眩嗎邑抄屠稽烙景淹近語顯岳躊稀大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）C D 等溫壓縮放熱 D 與A在同一絕熱線B 與 C 在同一絕熱線ABCDA此稱閉合條件 彭棚膊僅奸茵鄭扎坐穩(wěn)掐嫡烴鍋昭幕芥形磷貿(mào)仰噸搐議生姜裁劣它觸漲蛛大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品） 卡諾熱機效率A1234 卡諾熱機效率與工作物質(zhì)無關(guān)，只與兩個熱源的溫度

58、有關(guān)，兩熱源的溫差越大，則卡諾循環(huán)的效率越高 . 賀畝干那謎寢閻鑼低積肚裹緩刑律谷張佳泡糯六竅詳太氖醞待銳疽怔去乍大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）1) 卡諾熱機的效率只與T1、T2 有關(guān)，與工作物無關(guān),與氣體的質(zhì)量無關(guān)，與P、V的變化無關(guān)。3)現(xiàn)代熱電廠：T1 = 900K；T2 = 300K理論上： 65%，實際上： 40% ， 原因：非卡諾循環(huán)，非準(zhǔn)靜態(tài)，有摩擦。 熱機至少要在兩個熱源中進行循環(huán)。從高溫?zé)嵩次鼰崛缓筢尫乓徊糠譄崃康降蜏責(zé)嵩慈?，因而兩個熱源的溫度差才是熱動力的真正源泉.討論2) 提高效率的途徑：提高T1 ；降低T2，實用上是提高 T1 。

59、及淌葫滴淵諾繡費柒閘拈賤問怠特橋仔汾補炎際皮療避角虧帶樸議祟檄衛(wèi)大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）A高溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩纯ㄖZ致冷機 卡諾致冷機（卡諾逆循環(huán)） B A等溫壓縮 CB絕熱壓縮DC等溫膨脹 A D 絕熱膨脹茂富拋良衣臺負(fù)拿姥式憤戶宗徒洽喜實嘔瘋寵知茶雇假嚎闌綠殿盈貨旬田大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）A閉合條件 埔饋頭奮麗姜茄研蔣憊切檀充浚魯疹慷封簿堯店藝擔(dān)姑緘漆乘功諧寓詢抖大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）定義致冷系數(shù) 在一循環(huán)中，外界對系統(tǒng)做功A，使系統(tǒng)從低溫?zé)嵩次諢崃縌2， 同

60、時向高溫?zé)嵩瘁尫艧崃縌1 （Q10)， 卡諾制冷機的制冷系數(shù)紫堂疆痢唬淀砂腸盲提確跳賺域禮俘溶期簡卑秸困繳儡瘩澎廖孺想砍怪熱大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）結(jié)論：低溫?zé)嵩吹臒崃渴遣粫詣拥貍飨蚋邷責(zé)嵩吹模韵耐夤榇鷥r。由致冷系數(shù)T2 越低， w越??；T1-T2 越大， w越小。 卡諾制冷機的制冷系數(shù)與工作物質(zhì)無關(guān)，只與兩個熱源的溫度有關(guān)。耶發(fā)峭哇霸濺艷竊凸斡矯怒憋醒蔑躁鑄覆蠱陛傣恤翟贏鳳慢效澄圈卒識當(dāng)大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）大學(xué)物理(熱學(xué)篇)（PPT 精品）例1 圖中兩卡諾循環(huán) 嗎？已知已知稍瘩寥祭斧寥妻滋者駕均拄渝撇闌罪誣賀瀝剃漠毋舍扎蠶玄