高二物理競賽熱力學(xué)平衡的基本概念課件

熱學(xué)是研究自然界中物質(zhì)與冷熱有關(guān)的性質(zhì)及這些性質(zhì)變化的規(guī)律。第二篇熱學(xué)一、研究對象由大量分子或原子組成的宏觀物體對象的特征：大量無規(guī)運(yùn)動的粒子組成。研究對象：熱力學(xué)系統(tǒng)系統(tǒng)外的物體稱外界

阿伏伽德羅常數(shù)一個(gè)人每次呼吸氣體大約是1022個(gè)分子。地球上全部大氣約有1044個(gè)分子。宇宙年齡為160億年。1年=365×86400秒～107秒。160億年～1017秒?！坝钪嫒恕?秒數(shù)100個(gè)分子1017秒數(shù)1019個(gè)分子不夠人呼吸一次熱力學(xué)系統(tǒng)內(nèi)分子數(shù)量巨大，例“宇宙人”數(shù)分子

微觀描述方法從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)出發(fā)，用統(tǒng)計(jì)平均的方法，研究熱現(xiàn)象及規(guī)律的微觀本質(zhì)。1.微觀描述方法---統(tǒng)計(jì)物理方法

描述一個(gè)微觀粒子運(yùn)動狀態(tài)的物理量稱微觀量。如分子質(zhì)量、速度、位置、能量微觀量一般不能直接用儀器測量二、熱學(xué)的研究方法

對于一個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)從整體上加以描述的方法稱為宏觀描述。2.宏觀描述方法---熱力學(xué)方法3.宏觀方法和微觀方法的關(guān)系1）宏觀量和微觀量之間的關(guān)系宏觀量可以直接用儀器測量如體積、壓強(qiáng)、溫度、內(nèi)能表征系統(tǒng)狀態(tài)和屬性的物理量稱宏觀量。

例氣體的壓強(qiáng)---單位面積上的正壓力

微觀上：單位時(shí)間內(nèi)作用在單位面積上的沖量，千變?nèi)f化。

宏觀上：有確定的測量值。2）宏觀方法和微觀方法之間的關(guān)系兩種方法相輔相成、互相補(bǔ)充。宏觀量是相應(yīng)的微觀量的統(tǒng)計(jì)平均值一、平衡態(tài)

在不受外界影響的條件下，系統(tǒng)宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間改變的狀態(tài)(熱動平衡)。§5-1熱力學(xué)平衡的基本概念第五章氣體分子動理論二、狀態(tài)參量

確定熱力學(xué)系統(tǒng)狀態(tài)的物理量稱為系統(tǒng)的狀態(tài)參量。

系統(tǒng)處于平衡態(tài)時(shí)，可以用體積V、壓強(qiáng)p、溫度T這幾個(gè)宏觀狀態(tài)參量來描述.1.體積V

氣體分子無規(guī)則熱運(yùn)動能達(dá)到的空間稱為氣體的體積.在SI中,單位是立方米.1l=10-3m3在SI中,單位:帕斯卡(pa)1pa=1N·m-21atm=1.013105pa=760mmHg2.壓強(qiáng)p

大量氣體分子與器壁碰撞,器壁單位面積所受的正壓力.3.溫度

氣體的溫度，宏觀上表現(xiàn)為氣體的冷熱程度，而微觀上看它表示的是分子熱運(yùn)動的劇烈程度。兩物體冷熱程度不同過一段時(shí)間能量傳遞終止達(dá)到一個(gè)共同的平衡態(tài)-----熱平衡態(tài)溫度的數(shù)值表示叫溫標(biāo).攝氏溫標(biāo)與華氏溫標(biāo)的關(guān)系攝氏溫標(biāo)與熱力學(xué)溫標(biāo)的關(guān)系熱力學(xué)零度是不可能達(dá)到的。平衡態(tài)下狀態(tài)參量不隨時(shí)間變化.三、理想氣體狀態(tài)方程

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：對于一定的系統(tǒng)，在平衡態(tài)下，狀態(tài)參量滿足一定的關(guān)系。這個(gè)關(guān)系稱狀態(tài)方程。

1.狀態(tài)方程的概念氣體的狀態(tài)方程玻意耳-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不變實(shí)驗(yàn)定律2.理想氣體的狀態(tài)方程理想氣體：遵守三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律的氣體.設(shè)理想氣體的質(zhì)量為M，摩爾質(zhì)量為Mmol由三條實(shí)驗(yàn)定律導(dǎo)出理想氣體的狀態(tài)方程R稱摩爾氣體常量，SI制中設(shè)M質(zhì)量的氣體包含N個(gè)分子，每個(gè)分子質(zhì)量m氣體質(zhì)量可得到理想氣體狀態(tài)方程的另一形式氣體的摩爾質(zhì)量

玻耳茲曼常數(shù)

分子數(shù)密度

熱力學(xué)過程：熱力學(xué)系統(tǒng)從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài),稱為熱力學(xué)過程。平衡態(tài)1非平衡態(tài)平衡態(tài)2*(p