大學(xué)物理熱學(xué)篇

第二篇熱物理學(xué)

一

了解氣體分子熱運動的圖像.

二

理解理想氣體的壓強(qiáng)公式和溫度公式，通過推導(dǎo)氣體壓強(qiáng)公式，了解從提出模型、進(jìn)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(qiáng)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.

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.

第四章氣體動理論§4-1熱力學(xué)平衡的基本概念一平衡哭狀態(tài)礦的特甘點1）單晴一性?。ê瓯怯^性陰質(zhì)處固處相榴同）;2）狀嬸態(tài)的啦穩(wěn)定糧性——與時圓間無前關(guān)；3）自稅發(fā)過乒程的林終點擴(kuò)；4）熱拜動平接衡（漲有別枯于靜常力平濫衡）;5）平職衡狀匹態(tài)用P-極V圖中糾的一積個點泉表示.六狀態(tài)廣方程狀態(tài)裙參量膛在平衡瞞態(tài)下有啊確定胞的數(shù)澡值和努意義貧，那賤么不同騎狀態(tài)狹參量之間釣有什副么關(guān)系？以理烤想氣譽(yù)體為嶼例，越狀態(tài)聾參量增有p、V、T，由睜實驗指測得撒，P、V、T三者資有關(guān)碧系：一般貫地，拍一個葵熱力附學(xué)系到統(tǒng)達(dá)下到平嫂衡態(tài)米時，懂其狀態(tài)球參量之間勤滿足期的函動數(shù)關(guān)糠系稱拌為該兵熱力朋學(xué)系易統(tǒng)的狀態(tài)帥方程.1狀態(tài)稼方程剖的概他念氣體爛的狀瓜態(tài)方稍程玻意拾耳-馬略味特定貴律PV=c帆on燙st年an舊t蓋—呂薩罵克定聯(lián)律V/樸T=c金on瀉st防an什t查理壞定律P/凈T=co壟ns蒸ta駐ntT不變P不變V不變2理想頓氣體蒙的狀益態(tài)方部程理想應(yīng)氣體急的實稿驗定曬律溫度遮較高炭、壓貢強(qiáng)較確小、江密度廢較小童的氣研體—理想拘氣體一定教量的乎理想對氣體有，在平衡損狀態(tài)下，腐狀態(tài)創(chuàng)參量P、V、T的關(guān)脆系可彎以由糟三條仆實驗潔定律則導(dǎo)出1m椅ol的理蜘想氣魔體在稈標(biāo)準(zhǔn)跑狀態(tài)山下，穩(wěn)所占泳的體敬積為22擊.4升.質(zhì)量漆為M的氣箏體，幕在標(biāo)準(zhǔn)員狀態(tài)下的悉狀態(tài)姨參量普適揮氣體件恒量另一綁種常勒用形跪式系統(tǒng)奮內(nèi)有N個分削子每個量分子戀質(zhì)量m常用晌形式氣體辨質(zhì)量氣體導(dǎo)的摩爾饑質(zhì)量由理悠想氣捷體狀昌態(tài)方促程分子趁數(shù)密俘度玻耳涼茲曼解常數(shù)理想醉氣體潑狀態(tài)俊方程抓的兩嘩種形雞式所有厚“物掌質(zhì)”憤都由“分腎子、薄原子幸”組成分子借是組諸成物今質(zhì)的保持魂物質(zhì)帥化學(xué)介性質(zhì)的最應(yīng)小單翁元，挑如棟：H2O,蓄C晝O2,塔N2,即……原子泉是組米成單堆質(zhì)和拔化合奸物的基本驅(qū)單元,它由譯原子蓄核和警電子劉組成.§4黨-2壓強(qiáng)必和溫震度的熱微觀環(huán)解釋1物質(zhì)橫是由患大量沸的原欄子或推分子位組成費，且蹤蝶不連旁續(xù)的一、誼物質(zhì)盲的微警觀模撥型2物質(zhì)該分子伯處于嘉不停亞頓的鄙無規(guī)啟則運況動狀舅態(tài)由于象分子均之間頻繁雕的碰麻撞,使分剩子運煩動速飯度的圣大小異跳躍宣地改丈變著,運動驅(qū)的方愛向無跳定向薄地改薪變著.物質(zhì)回分子比都在榨不停仰頓地幅作無規(guī)體則運動.布朗床運動3分子跟之間寸存在嚷相互豬作用圖為千分子辯力f與分稱子間宣距r的關(guān)選系曲雹線.r0~1窩0-1切0m當(dāng)r綁<鋤r0時，容分子疑主要阿表現(xiàn)冬為斥雞力當(dāng)r綢>比r0時,分子鏡主要盈表現(xiàn)紗為引糟力r~員10-9m時,引力潔為零,故分吸子力門是短距程力.伽爾站頓板似實驗小釘?shù)葘挭M槽小球梢落在仇哪個鵲槽是站偶然蜻事件大量筍小球重一個胖一個騾投入吩或一美次投爛入，表分布惡情況盯大致計相同二、三、理想奏氣體眉的壓席強(qiáng)和戰(zhàn)溫度理想初氣體漸壓強(qiáng)高公式息的推像導(dǎo)設(shè)邊妥長為x,脹y,框z的長核方體爐容器切中，襖有N個同鋸類氣櫻體分仍子(質(zhì)量m).研究A1受的所壓強(qiáng)那：第一馬步某個桃分子協(xié)與A1面朽碰撞xyzxyzA1A2°?v1v′1vx對于分子血，質(zhì)縣量m，碰撞博瞬時母速度v1則分漂子與A1面碰趟撞一境次施購加的辛沖量:棍2mvxx方向詠分子葡受到廟沖量第二拜步A1面1秒鐘寨受到分子滴的總賽沖量分子茄在A1,A2之間嗓往返萄一次慌所需川時間搏為則1秒內(nèi)分袋子與A1碰撞幕次數(shù)1秒鐘A1受到分子帥的總叔沖量xyzxyzA1A2°?v1v′1vx第三襪步N個分霜子在1秒內(nèi)壞對A1的碰暮撞A1在1秒內(nèi)受到的沖量——平均作用力F1秒鐘A1受到分子苦的總揮沖量第四割步A1受到怎的平形均作桶用力——壓強(qiáng)由有由于壓強(qiáng)免公式定義平均謠平動板動能壓強(qiáng)蛾公式求又可降以寫宮成2）壓強(qiáng)欲公式廣表示趨了宏觀蔽可測量壓強(qiáng)區(qū)與微觀恒量（分移子的治數(shù)密浮度、分子凍平均主平動駕動能稠）統(tǒng)計伏平均衡值之間漢的關(guān)足系。3）壓強(qiáng)鄉(xiāng)豐公式會雖然案是從貞立方徹體中筐推出縣的，予對其他光容器所得遠(yuǎn)結(jié)果迫相同窯。4）大量研分子鈔與器跳壁不君斷碰作撞的懼結(jié)果涂，是統(tǒng)計匙平均橡值，對耗單個膜分子勾談壓晝強(qiáng)是漁毫無在意義劑的。1）風(fēng)壓強(qiáng)謎的實趨質(zhì)是大桶量分?jǐn)嘧优龊炞苍诨挝灰雒娣e界器壁垃上的艦平均痛沖力梯。說明:壓強(qiáng)營公式論是一銷個統(tǒng)火計規(guī)棍律，缺而不遍是力底學(xué)規(guī)妻律.p=騎n您k紋T只與贈溫度叛有關(guān)二籃理想耍氣體打的溫礎(chǔ)度公泛式由理糕想氣生體狀燙態(tài)方摸程玻耳柜茲曼支常量由壓艙強(qiáng)公竄式有2)溫度沒是統(tǒng)計篇概念，只嘉能用胡于大仍量分趴子.說明:1)平衡頸態(tài)下請分子黑平均姓平動奶動能正比于氣掃體的努溫度.3)溫度您標(biāo)志嘴物體料內(nèi)部智分子無規(guī)串運動的劇護(hù)烈程必度.4)溫度駱是標(biāo)秘志氣荷體處扭于熱平括衡狀養(yǎng)態(tài)的物等理量.5)分子弱運動喂永不撓停息.熱力鼓學(xué)零解度不可輝能達(dá)壓到.例1某容叔器內(nèi)根的分飾子數(shù)喇為1026m-3，每拌個分充子的徒質(zhì)量哄為3×10-2趴7kg，設(shè)鳳其中瞎六分陳之一蔥分子殼數(shù)以燈速率v＝2巡壽00教m/壯s垂紡直地匠向容銜器的鮮一壁朵運動軌，其趣余的星六分陷之五軌分子廊或離痛開此陽壁，腿或平阿行于期此壁月方向跪運動夸。設(shè)田分子鏡與氣編壁的灑碰撞杯為完擔(dān)全彈摸性碰匙撞，嫂則（1)每個沒分子概作用均于氣沈壁的刻沖量I解（1）每器個分?jǐn)∽幼鞅糜谘龤獗诋惖臎_池量等活于氣賠體分壘子動注量增旦量的仰負(fù)值（2)每秒剩鐘碰哭在器膨壁單蘭位面嗓積上絕的分殃子數(shù)n0（3)作用搶在器范壁上靠的壓酒強(qiáng)pΔAxyz0解（2紀(jì)）器答壁ΔA面積簽上在Δt時間挑內(nèi)碰濃撞的嬌分子做數(shù)解例2

容積V=10l，氣體質(zhì)量M=100g，若分子方均根速率則壓強(qiáng)P為多少？解：例3一瓶斜氦氣宿和一饑瓶氮槳氣質(zhì)常量密銅度相緣瑞同，拴分子櫻平均嫩平動男動能滋相同開，而料且它磚們都攝處于球平衡園狀態(tài)擺，則A溫度筐相同近，壓償強(qiáng)相胖同B溫度崇、壓迷強(qiáng)都坑不相循同C溫度銹相同膜，但掛氦氣梳的壓福強(qiáng)大呆于氮充氣的鏈壓強(qiáng)D溫度跨不相名同，孔但氦刃氣的腔壓強(qiáng)輛小于識氮氣榜的壓顆強(qiáng)解：分子投平均毫平動津動能暢相同焰，則戲溫度張相同C解：（2）分寸子平賴均平肢動動離能：（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(qiáng)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。例5兩瓶求不同休種類叨的氣淋體，閣其分箱子平聲均平見動動僚能相爹等，勿但分杏子密激度數(shù)美不同彩。問亞：它煎們的占溫度流是否魄相同依？壓煮強(qiáng)是指否相償同？解：引出：前脂面我惹們研換究氣杯體動脹能時吉把分?jǐn)[子看域作彈營性小既球的訊集合謀，我烏們發(fā)扁現(xiàn)當(dāng)胡我們縫用這懇一模封型去緩研究雅單原必子氣兵體的選比熱蚊時，巡壽理論東與實候際吻牛合得密很好牢，但霞當(dāng)我自們用搞這一話模型偏去研褲究多棄原子螞分子邀時，賣理論搞值與授實驗揀值相估差甚季遠(yuǎn)。18孤57鹿年克材勞修讀斯提鉤出：漁要修矮改模間型。搏而不貸能將圾所有駐分子六都看斷成質(zhì)柔點，主對結(jié)物構(gòu)復(fù)嗓雜的誤分子興，我拖們不吐但要?？疾祀[其平冒動，方而且拆還要竄考慮掌分子袖的轉(zhuǎn)意動、讀振動五等。下面盈我們誦來考逮察包風(fēng)括平勞動、諷轉(zhuǎn)動商、乃胡至包即括振似動在首內(nèi)的鹽理想胞氣體飲能量己。一爆自楚由度大與自記由度輪數(shù)自由辨度：描述挑一個絮物體今在空效間位機(jī)置所突需的訴獨立找坐標(biāo)維。自由亡度數(shù)貴：決定盞一個霜物體汽在空件間位角置所娘需的娘獨立液坐標(biāo)姓數(shù)。物體肢運動秤形式城：平偷動、掙轉(zhuǎn)動傭、振筆動

自由度數(shù)目平動轉(zhuǎn)動振動§4箭-3能量快均分奪定理例1自由吸運動會的質(zhì)谷點(三維露空間)3個祖平動掌自由探度描記共作t=紀(jì)3若受累到限先制，揀自由佳度降林低平面肚上甲：t=嶺2直線艙上巡壽：t=夠1例2自由對運動謠剛體(如手篩榴彈)自由耍度。6個自由度t+r=3+3=6振動逢自由趣度v=玩0。運動女分解膛：平偵動+轉(zhuǎn)動蛇。質(zhì)心田位置錘：3個平動錯自由證度轉(zhuǎn)軸每一賴點繞港過c點的牢軸轉(zhuǎn)牧動，茅共3個轉(zhuǎn)尚動自換由度定轉(zhuǎn)警軸2個自更由度定每盈個質(zhì)量類元：在垂直鏈軸的疤平面超內(nèi)繞軸貿(mào)旋的選角度1個自慘由度例2自由碰運動驗剛體咐自由笨度。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個自綱由度:i=t+r=窄6定軸剛體:i=r=1例2自由攝運動驢的剛逐體其余性為振您動v=黃3N-6例3由N個獨改立粒仇子組吊成質(zhì)農(nóng)點系卻的自掀由度(一般胡性討卡論)。●每個系獨立汪粒子上：各急有3個自晉由度系統(tǒng)繡最多肥有3N個自畢由度●基本出形式:平動(t載)醉+轉(zhuǎn)動(r旦)孝+振動(v籌)隨某顛點平吉動t=擦3過該初點軸恒的轉(zhuǎn)壩動r=詠3分子姜種類單原懶子分膊子雙原判子分購子多原略子分折子t平動r轉(zhuǎn)動s振動3003剛性3205非剛翼性3216剛性非剛?cè)?306333n-皇63n自由臥度分子搏的自杰由度總結(jié)揉：先來厭分析腳一下礙單原憂子分談子的租平均鑒平動蕉動能兩邊同乘二、幅能量石均分慢定理說明沿各坐標(biāo)運動的平均平動動能都相等，都等于這說明，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有一份能量---這就潮是能憂量均川分原班理。能量己均分捆原理在熱貪平衡槳狀態(tài)長下，窄對應(yīng)叮氣體剩、液接體、魄固體吐分子甜中的敢任何移一種靠運動迷形式誕的自富由度絲式都具問有相譯同的爬平均睡動能覺--夠--努-二也分之氣一kT。即在施平衡扶態(tài)，滑一個脂自由趕度，調(diào)代表雹一種陣獨立設(shè)的運動萬和一腹份能嗓量主要故是分贈子不艘斷碰勤撞以陜達(dá)到推平衡震態(tài)的簡結(jié)果采。如某嶼種分踢子有t個平上動自保由度繳，r個轉(zhuǎn)籃動自哨由度v振動視自由騎度，想則分筑子具即有：平均五平動挨動能平均吸轉(zhuǎn)動譯動能平均臣振動比動能為什栽么均聲分到犁各自猛由度雄所對后應(yīng)的涂運動待能量炸都是暈二分織之一KT呢？１、一般劣溫度藥下（T<1鐘03K）振動澆能量外交換飽不起經(jīng)來，——振動蘭自由讀度v“凍結(jié)扮”，分子乳可視刻為剛性凳。２、當(dāng)溫術(shù)度極忽低時槽，轉(zhuǎn)動否自由子度r也被“凍結(jié)”，任何話分子遲都可串視為囑只有室平動床自由尿度。注意根據(jù)利能量睬均分謝定理摸，如端果一呀個氣段體分薯子的火總自佳由度商數(shù)是i，則它雜的平六均總翻動能叨就是梳：可得裕幾種摸氣體退分子準(zhǔn)的平喚均總緒動能罪為：單原子分子：剛性雙原子分子：剛性多原子分子：注意--情-一后般言躬之，權(quán)分子宿除有互動能頂外，復(fù)分子脊之間璃還有卸勢能液。動仔能與臭溫度宜有關(guān)兔，勢垃能與答分子廣之間囑的距冶離有旱關(guān)，割即與費體積紅有關(guān)衫，即選溫度嫂、體詠積有剝關(guān)。理想凳氣體泳之間萌的相互笨作用孫可以灘忽略，故障理想啄氣體的選內(nèi)能面應(yīng)為各分謊子總俯能量態(tài)之和。三、柿理膀想氣沸體的銜內(nèi)能1、反內(nèi)能暑是狀涂態(tài)量2、凍理想囑氣體火的內(nèi)臘能表技達(dá)式氣體抗的摩潑爾數(shù)由于結(jié)論付：內(nèi)能偵是溫鍵度的帶單值問函數(shù)--篇-理脫想氣就體的另一遷定義摧。單原子分子氣體：剛性雙原子分子氣體：剛性多原子分子氣體：復(fù)習(xí)1.理想姥氣體扣的壓誘強(qiáng)：2.理想包氣體到的溫典度、而平均枕平動昏動能承和方箭均根臉?biāo)俾试?.能量腎均分紀(jì)原理騎：每一涌個自而由度即的平鴨均動次能為一個候分子振的總扯平均傷動能我為摩爾皇理想除氣體肌的內(nèi)袖能例1容積狂為20承.0l的瓶傘子以特速率u=2訓(xùn)00孩m/承s勻速夢運動,瓶中掩充有融質(zhì)量圓為10琴0g的氦紹氣.設(shè)瓶阻子突月然停習(xí)止,且氣城體分新子全角部定狡向運勻動的云動能孤都變旦為熱出運動氧動能.瓶子銳與外華界沒塌有熱類量交韻換,求熱英平衡葉后氦達(dá)氣的晚溫度厘、壓迫強(qiáng)、春內(nèi)能舍及氦酸氣分起子的旺平均葵動能至各增莫加多遺少？解：氣體算定向竄運動遺動能單原潤子分演子自禮由度i=3氣體甜內(nèi)能幣增量由能著量守輸恒=線6.耀42稈K溫度徒增加扔了T由p=趟6.恢671錫04Pa內(nèi)能例2體積摧、壓退強(qiáng)和臉摩爾區(qū)數(shù)都她相同持的氦勺氣和倉氫氣誓（均睛視為欠剛性市分子愚理想闊氣體終），井在某泉一溫教度T下混蘿合，在所有漲氫分野子所爬具有護(hù)的熱與運動佳動能躍在系傲統(tǒng)總疾熱運崖動動羊能中仔所占鑰的百份分比燦為多明少？解：例3理想均氣體斗的內(nèi)泰能增旋量公陶式適用提于什凍么過霉程。解：該公狠式對型初、駝末狀負(fù)態(tài)為懼平衡底態(tài)的具一切絞過程娘都適用鐵。例41mo屑l剛性暖雙原混子理招想氣風(fēng)體從向初狀辭態(tài)A（P1，V1)，經(jīng)華歷一撇熱力塵學(xué)過搞程，悠變化肥到末絹態(tài)B（P2,V2)帳.該過繩程中思內(nèi)能役的增弱量為芒多少最？解：理想度氣體探的內(nèi)奮能增詠量公濟(jì)式溫度樓和壓冤強(qiáng)都痰涉及飼到分全子的禮平均吃動能腦，即有扣必要音研究籃一下薄分子嫩速率澇的規(guī)廉律。察這個倒規(guī)律早在18扎59年由積麥克板斯韋泳應(yīng)用歡統(tǒng)計備概念燈從理潤論上推導(dǎo)譜出來堵，而含后被呆實驗曬證實則。一.分布駕的概多念氣體弊系統(tǒng)怕是由碎大量劣分子脊組成悠，類而各逆分子怨的速山率通叛過碰粘撞不寬斷地掉改變傻，欺不可嚼能逐槐個加食以描違述,只能韻給出棍分子踩數(shù)按季速率洽的分暮布。·問題屠的提貞出·分布錄的概它念例如嚼學(xué)生訪人數(shù)有按年鎖齡的芹分布

年齡

15~16

17~18

19~20

21~22人數(shù)按年齡的分布

2000

3000

4000

1000人數(shù)比率按年齡的分布

20%

30%

40%

10%§4分-4麥克喉斯韋氧速率晚分布磁定律例伽爾損頓板裝實驗趙中,設(shè)粒袖子總奴數(shù)為N，i為小求槽的匹序號蛙，Ni為落妥入第i個小溜槽的職粒子努數(shù)每個覺槽內(nèi)架的鋼較球數(shù)課與總丹數(shù)之間比：1）與狹名槽的寬度有關(guān)2）與狹恐槽的位置有關(guān)是位置的函數(shù)概率鑒分布卻函數(shù)吉表示銹隨機(jī)灘變量x處單久位區(qū)貓間內(nèi)聲的概鹿率，酷所以康概率納分布匹函數(shù)寒又稱竟為概率石密度肢。稱為概率蘇分布犁函數(shù)按統(tǒng)醉計假臂設(shè)，堂各種強(qiáng)速率叔下的侵分子萄都存在在，用某說一速庭率區(qū)皆間內(nèi)皺分子迫數(shù)占否總分辱子數(shù)回的百劫分比諒，表判示分灘子按腐速率興的分凡布規(guī)堵律。單個澡分子燭速率鋪不可寬預(yù)知照，大差量分依子的號速率絨分布危遵循笨統(tǒng)計蟲規(guī)律承，是乘確定諷的，應(yīng)這個謙規(guī)律蹄也叫麥克損斯韋緒速率財分布害律。一、發(fā)速率廁分布霧函數(shù)2.總分北子數(shù)買為N，例如局速率跟間隔盡取10它0m火/s脂,1.將速率從分割成很多相等的速率區(qū)間。則可惰了解爆分子誦按速突率分非布的傘情況肚。任一速率區(qū)間內(nèi)分子出現(xiàn)的概率為3.概率v有關(guān)賀，不泉同v附近晴概率蕩不同痰。有關(guān)，速率間隔大概率大。與４.當(dāng)速率鍋間隔斤很小跨，該淡區(qū)間革內(nèi)分子數(shù)薄為dN，在和該速裂率區(qū)緣瑞間內(nèi)糟分子懲的概俯率f(v)為速劇率分赤布函觀數(shù)寫成陽等式表示狐在速役率v附近陸，單安位速穩(wěn)率區(qū)取間內(nèi)級分子耳出現(xiàn)碗的概吳率，冶即概率掛密度?；虮砗κ驹诔盟俾蕍附近雖，單船位速量率區(qū)琴間內(nèi)看分子勿數(shù)占臂總分碧子數(shù)肥的百跟分比盈。對于普不同端氣體則有不彩同的植分布揮函數(shù)執(zhí)。麥沾克斯女韋首咬先從惜理論金上推龜導(dǎo)出姐理想乎氣體普的速分率分宅布函為數(shù)。二、匆速率壯分布擦函數(shù)幟的物屬理意岡義18輔60年麥兼克斯炕韋推吩導(dǎo)出趴理想端氣體驅(qū)的速慶率分拆布律基：1.f(v)～v曲線討論2.在dv速率顆區(qū)間予內(nèi)分棵子出獲現(xiàn)的呆概率3.在f(v)～v曲線潤下的根面積礦為該持速率開區(qū)間聽內(nèi)分仍子出夜現(xiàn)的疲概率躁。4.在f(v)～v整個亡曲線偉下的杰面積舍為1--凱-歸一沈化條比件。分子底在整蹄個速雕率區(qū)墻間內(nèi)芒出現(xiàn)密的概責(zé)率為1。例：試說灘明下寇列各鹿式的你物理握意義榴。答：由速謹(jǐn)率分箱布函曉數(shù)可迎知表示壟在速顆率v附近股，dv速率著區(qū)間澆內(nèi)分負(fù)子出繩現(xiàn)的木概率單。表示劇在速賓率v附近潤，dv速率急區(qū)間繼內(nèi)分臟子的垂個數(shù)唱。表示春在速炒率v1～v2速率準(zhǔn)區(qū)間婦內(nèi)，韻分子第出現(xiàn)惕的概登率。表示臣在速喉率v1～v2速率膽區(qū)間底內(nèi)，索分子宮出現(xiàn)質(zhì)的個傲數(shù)。最概寸然速葬率也喇稱最騾可幾插速率職，表謝示在僵該速撫率下分子嘩出現(xiàn)彼的概擱率最窗大。1、最謊概然雪速率1.vP與溫先度T的關(guān)指系曲線黎的峰前值右著移,由于穿曲線剖下面俊積為1不變急，所耍以峰返值降著低。討論曲線伏的峰班值左饑移,由于墳曲線嚼下面杰積為1不變蜜，所辰以峰帥值升扒高。2.vP與分子尊質(zhì)量m的關(guān)宵系例：求空危氣分掌子在27夜oC時的耳平均孝速率煤。解：由公割式2.平均谷速率3.方均哨根速倍率4.三種息速率踐的比姓較三種速率均與成正比,與成反比，但三者有一個確定的比例關(guān)系;三種速率使用于不同的場合。p--要-用于銅討論騎速率胃分布---用于計算分子的平均平動動能---用于討論分子碰撞三種培速率找使用退于不斥同的坦場合地球戴形成奇之初禽，大根氣中火應(yīng)有斯大量算的氫酷、氦敢，坐但很攤多H2分子般和He原子行的方犯均根屈速率才超過多了地炎球表錢面的口逃逸泛速率(1第1.尸2k驅(qū)m/誦s)，故索現(xiàn)今選地球大氣中已沒有裳氫和仗氦了。N2和O2分子酷的方待均根村速率裕只有俊逃逸潤速率猾的1/都25，故香地球大氣中有大量灑的氮順氣(占大偵氣質(zhì)臟量的76俗%)和氧氣(占大弦氣質(zhì)焦量的23址%)。溫度知越高正，速園率大兔的分堆子數(shù)荷越多同一爛氣體銷不同租溫度懼下速顧率分布沙比較同一綿溫度瀉下不框同種氣體括速率分布優(yōu)比較分子笨質(zhì)量鞭越小鄉(xiāng)豐，速求率大烏的分疼子數(shù)幻玉越多歲。例1N2分子舍在不撥同溫準(zhǔn)度下羨的速斃率分辨布曲攏線如午圖所能示，慢已知在曲期線上標(biāo)標(biāo)出擺溫度例2

同一溫度下兩種氣體和的速率分布曲線如圖所示，在曲線上標(biāo)明氣體。金屬蒸汽顯示屏狹縫接抽氣泵四、爪分子痛速率特的實倚驗測紐奉定19源20年，放史特貓恩從槍實驗?zāi)献C螞實了縫麥克鏈斯韋薄分子噸按速榆率分縱布的霸統(tǒng)計有規(guī)律.19跳34年，刪中國釣科學(xué)凱家葛蓋正權(quán)組對實嬸驗裝曠置進(jìn)畢行了撕改進(jìn)識。實驗?zāi)蛘f明港：速度滲選擇祥器兩總盤都抓有一懸個小棄凹槽去，它勾們的抬夾角汁為θ，約20，都以舌角速康度ω旋轉(zhuǎn)臥，分撤子束悉通過氣兩盤捆，它檔的速默率須埋滿足?。阂虬疾塾幸欢ǖ膶挾龋仕x擇的是某一速率范圍內(nèi)的分子數(shù)。調(diào)節(jié)ω，不陷同速餐率的貴分子會沉咳積在愚顯示材屏上。沉積輛的厚拔度不晴同，福對應(yīng)所不同紡速率印區(qū)間掠內(nèi)的罪分子象數(shù)。Ov相對粒子數(shù)粒子割速率彎分布行實驗綁曲線粒子?xùn)|速率添分布龜實驗貸曲線丈如下仙所示分子倚速率惜在幾墊百米/秒的鉤數(shù)量灣級，降但為葵什么娃食堂仁炸油榜并時蜻并不準(zhǔn)能馬腰上聞嘉到油珍香味頸呢？原來級分子廈速率略雖高鞏，但恥分子道在運帝動中肺還要士和大據(jù)量的甲分子父碰撞這正筐于散狂電影搞后，雜路上人很偶多，京你想嘩走快破也快不了扒。碰團(tuán)撞是圈分子膊的第二特旱征。輩（第赴一特勻征是分子姜作永富恒的液運動參）分子碰撞太也是扁“無斤規(guī)則神”的,相隔眼多長痛時間溉碰撞斗一次問題禽的提求出分子碰撞庫也是吳“無框規(guī)則介”的,相隔聰多長穗時間碰撞造一次,每次敗飛翔疾多遠(yuǎn)稅才碰之撞傲，也車都有押是隨機(jī)仔的、承偶然捕的，惜因此熄也只倒能引書出一僅些平邁均值來博描寫揪。一、平均碰撞次數(shù)（頻率）Z二、分子的平均自由程一、陜分子辯碰撞分子隆相互欠作用變的過筒程1)分子爆間頻齡繁地委碰撞間，一錫個分昌子的抓實際殲運動停路徑橡是曲其折無握規(guī)的覽。2)由于碑碰撞逝，使總得氣準(zhǔn)體分謝子能激量按蠶自由慈度均會分。3)在氣販體由餅非平積衡態(tài)撿過渡科到平客衡態(tài)柿中起童關(guān)鍵朽作用暖。4)氣體企速度顏按一圍定規(guī)宰律達(dá)怕到穩(wěn)壯定分亭布。5)利用鄙分子碗碰撞構(gòu)，可影探索酷分子該內(nèi)部哲結(jié)構(gòu)治和運暗動規(guī)醒律.§4泊-7氣體將分子態(tài)的平落均自碰由程自由霉程轎：分子蒸兩次沿相鄰幣碰撞拼之間困自由晉通過起的路吹程.二、奔平均奇自由尿程紙平均干碰撞怖頻率平均自由程：在一定的宏觀條件下，一個氣體分子在連續(xù)兩次碰撞間可能經(jīng)過的各段自由路程的平均值，用表示。平均碰撞頻率：在一定的宏觀條件下，一個氣體分子在單位時間內(nèi)受到的平均碰撞次數(shù)，用表示。

1.分子為剛性小球

2.分子有效直徑為（分子間距平均值）

3.其它分子皆靜止,某一分子以平均速率相對其他分子運動.模型則分椒子運廟動平索均自濫由程蓋為若運動過程中，分子運動平均速度為設(shè)分子A以平均相對速率運動，其他分子不動，只有與分子A的中心距離小于或等于分子有效直徑d的分子才能與A相碰。單位時間內(nèi)平均碰撞次數(shù)考慮其他分子的運動

分子平均碰撞次數(shù)分子土平均刷碰撞梨次數(shù)平均檔自由陡程平均恩自由化程與施分子維有效本直徑療的平直方及士單位闊體積復(fù)內(nèi)的隱分子露數(shù)成筋反比哄，與歉平均澡速率饒無關(guān)勉。平均自由程與壓強(qiáng)成反比，當(dāng)壓強(qiáng)很小,有可能大于容器線度，即分子很少與其它分子碰撞，不斷與器壁碰撞，其平均自由程即容器的線度。解例1試估性計下利列兩撐種情變況下爆空氣希分子倦的平濟(jì)均自奏由程:（1）27丑3濁K、1.萌01梁3(2)榆27裙3汁K、1.水33奮3（空氣分子有效直徑：）第5章到熱力遭學(xué)基播礎(chǔ)風(fēng)力腸發(fā)電為了搜環(huán)境插不受蹤蝶污染呢，也安為解喜決一萬次性畝能源恰大量盛消耗禮終將屠導(dǎo)致飾枯竭夠的危墾險，祖人們淘在不吉斷的防尋求脆新能屬源。哄目前蓬全球丟風(fēng)力效發(fā)電友裝機(jī)眾容量贈已超左過13較93敢2掃M(jìn)W前一臨章從候物質(zhì)沙微觀丘結(jié)構(gòu)扮的觀瓜點出伶發(fā)，交運用頂統(tǒng)計占平均逗的方誦法，棋討論柴了大批量氣亭體分兼子熱片運動噸的規(guī)慘律。本章謝用能銹量的鞋觀點戲，從砌宏觀膠上討療論物濕質(zhì)狀未態(tài)變旅化時皂，熱欣、功倚和內(nèi)堅能的感變化你規(guī)律青。熱力木學(xué)過部程：熱力占學(xué)系侍統(tǒng)從逗一個癥狀態(tài)闊變化箏到另鵝一個怨?fàn)顟B(tài),稱為怎熱力摧學(xué)過塔程。過程懂進(jìn)行座的任防一時皮刻，嬌系統(tǒng)稿的狀張態(tài)并注非平翻衡態(tài)培。平衡腎態(tài)1一系拖列非芒平衡蔥態(tài)平衡耀態(tài)2一、準(zhǔn)靜纏態(tài)過歪程準(zhǔn)靜賀態(tài)過烤程：系統(tǒng)巴的每格一個慰狀態(tài)針都無退限接表近于饒平衡廟態(tài)的海過程(理想歸化的侄過程)。即準(zhǔn)漆靜態(tài)起過程畜是由騾一系聰列平衡釣態(tài)組掘成的過估程。準(zhǔn)靜繳態(tài)過泄程是南一個理想慨化的過臨程，粗是實喝際過熊程的飛近似探?！?拋-1熱力獻(xiàn)學(xué)第柔一定堤律非靜熟態(tài)過抱程：當(dāng)系誤統(tǒng)宏搭觀變董化很吧快，積每一桐狀態(tài)冷都是何非平隸衡態(tài)筑?！旆瞧胶鈶B(tài)←緩慢接近平衡態(tài)非靜僅態(tài)過奮程準(zhǔn)靜態(tài)態(tài)過預(yù)程所以茶，實職際過白程僅淺當(dāng)進(jìn)彼行得無限朽緩慢時才可看番作是喬準(zhǔn)靜國態(tài)過項程。統(tǒng)一趟于“無湊限緩罰慢”矛盾平衡湊即不饞變過程此即變刑化只有辛過程帶進(jìn)行害得無遇限緩桿慢，曲每個冠中間縱態(tài)才慘可看盒作是寇平衡認(rèn)態(tài)。非靜匹態(tài)過險程準(zhǔn)靜感態(tài)過穗程定義弛豫倆時間：系統(tǒng)出由非扔平衡泥態(tài)到為平衡膛態(tài)所棋需時煎間。怎樣詢算“危無限星緩慢廣”過程類進(jìn)行鋤時間董t>>馳豫結(jié)時間定義“無平限緩畝慢”灘：例如否，實菜際汽倡缸的菊壓縮夾過程過程脖進(jìn)行定時間t=0.怒0苦1秒馳豫鞭時間=10-3秒可看葛作準(zhǔn)搖靜態(tài)譯過程所以絞無限坑緩慢性只是鼓個相對的概謊念。(p2,V2)(p1,V1)(p,V)準(zhǔn)靜侵態(tài)過狡程可走以用過程羅曲線來表禾示：VO

p一個點代表一個平衡態(tài)狀態(tài)赴圖(P－V圖、P－T圖、V－T圖)上一條曲線代表一個準(zhǔn)靜態(tài)過程

二太功、碰內(nèi)能價、熱豆量如何寶改變顫系統(tǒng)忌的熱撒力學(xué)饅狀態(tài)些呢？焦耳做實驗作機(jī)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)的實驗結(jié)論租：①改變撓系統(tǒng)擦狀態(tài)偏的方息式有割兩種忌：作功傳熱②作功頑、傳幸熱是寧相同韻性質(zhì)就的物歐理量酸，均是過程掙量．1功通過水作功澡可以遣改變糊熱力耀學(xué)系數(shù)統(tǒng)的義狀態(tài).計算抱一準(zhǔn)溉靜態(tài)坡過程構(gòu)中，揪氣體逝的體物積變?nèi)莼甲龅恼Q功.u設(shè)氣斧體的積壓強(qiáng)P,活塞求面積s,氣體書作用協(xié)在活錯塞上售的力活塞牛移動dl距離燙時,氣體群作功準(zhǔn)靜遮態(tài)過王程（娛狀態(tài)1到狀雷態(tài)2）氣梯體對初外界料做功育與過券程有晨關(guān)。氣體鼠體積位由V1變?yōu)閂2時，銳系統(tǒng)瓦對外親作功在P-V圖上尸可表假示為翼過程執(zhí)曲線輪與橫絮坐標(biāo)村軸之門間的凝曲邊犯梯形窗的面逆積。PV12氣體誕體積膨脹，A>0，系酷統(tǒng)對乖外做正功；氣體箏體積壓縮，A<亡0，系浩統(tǒng)對本外做負(fù)功。功與糧過程蠶曲線遺的位練置有嘉關(guān)，蜜即與璃路經(jīng)印有關(guān)僻。功予是過程頓量，不是躲態(tài)函屬數(shù)。作功虧是通鏟過宏觀的、有規(guī)腳則的運肉動（咽機(jī)械狡運動)來完傲成的晌能量專交換.分子賽的有規(guī)吩則運步動能量煤和分術(shù)子的無規(guī)惜則運圣動能量咐的轉(zhuǎn)哨化和攪傳遞劈燕。通過遠(yuǎn)作功慕改變響系統(tǒng)膚內(nèi)能李的微吵觀實跨質(zhì)是能：2熱量系統(tǒng)和外耀界之燭間存雁在溫差時,就會朽有傳別熱.熱量宰傳遞端也可淚以改束變系執(zhí)統(tǒng)的至狀態(tài).傳熱抄的微害觀本掃質(zhì)：墓是分怕子的無規(guī)靜則運井動能量飯從高溫物令體向低溫物岔體傳倦遞。熱量店：傳熱盡過程焰中所鏟傳遞護(hù)的熱脈運動匯能量性的多販少。傳熱術(shù)通過禾分子我的無規(guī)勻則運噴動來完蠻成的邊能量壞交換喪。熱量是過程量,無限小過程中傳遞的熱量用表示.功與熱量的異同1）熱量吊和功爆都是受系統(tǒng)耗狀態(tài)律變化桶過程槐中伴營隨傳瞎遞的跳能量慕，都現(xiàn)與狀僵態(tài)變臨化的狐中間鄉(xiāng)豐過程知有關(guān)翠，都欺是過程劃量，而不是帶態(tài)函慘數(shù)。3）功與困熱量步的物澤理本歇質(zhì)不滿同.1卡=4.服18勵J，1天J務(wù)=片0.櫻24卡2）等效瓜性：眠改變坡系統(tǒng)映熱運抗動狀蝦態(tài)作連用相字同；定向鳳運動敬能量無規(guī)狹運動短能量無規(guī)星運動治能量無規(guī)軋運動猴能量作功傳熱實驗蜻證明訪系統(tǒng)所從a狀態(tài)戴變化漢到b狀態(tài)規(guī)，可修以采密用做劃功和奏傳熱棄的方別法，鮮不管急經(jīng)過谷什么第過程輔，只規(guī)要始順末狀客態(tài)確直定，樸做功儲和傳償熱之粒和保去持不甘變.3內(nèi)能2ab1**2ab1**系統(tǒng)址內(nèi)能誘的增駐量只準(zhǔn)與系歸統(tǒng)起艙始和傭終了味狀態(tài)凱有關(guān)謀，與猴系統(tǒng)它所經(jīng)念歷的爆過程足無關(guān).理想艙氣體球內(nèi)能:表征享系統(tǒng)誕狀態(tài)營的單境值函烤數(shù),理想躬氣體括的內(nèi)艙能僅惕是溫逆度的窩函數(shù).2ab1**2ab1**當(dāng)熱近力學(xué)辯系統(tǒng)辟的狀承態(tài)變瞇化時烤，可藏以通交過作功和傳熱等方強(qiáng)式改壓變系張統(tǒng)的內(nèi)能。那茄么，襖在一寫個熱漠力學(xué)仍過程陷中,系統(tǒng)從外界吸收繡的熱蛙量,一部披分使系統(tǒng)淋的內(nèi)能誼增加,一部蹦分使瓣系統(tǒng)岸對外界作功.準(zhǔn)靜態(tài)過程微小宣過程四、脫熱力寨學(xué)第基一定數(shù)律對于抵任意奧過程1）熱力族學(xué)第裹一定榜律是們熱現(xiàn)調(diào)象中能量圾轉(zhuǎn)換可和守佳恒定然律.第一缺類永虛動機(jī)害是不公可能白制成雪的.2）熱力閱學(xué)第卡一定辨律適諒用于任何領(lǐng)系統(tǒng)的任何浙過程(非準(zhǔn)診靜態(tài)乎過程其亦成挪立),是自然拖界的撤普遍點規(guī)律.+系統(tǒng)吸熱系統(tǒng)放熱內(nèi)能增加內(nèi)能減少系統(tǒng)對外界做功外界對系統(tǒng)做功物理意義熱力腰學(xué)第具一定椅律的狹符號停規(guī)定例2系統(tǒng)鋒從A→錫B→濾A經(jīng)歷愚一個舞循環(huán)篩，且EB>EA.(1溪)試確胸定A→樣B，以及B→勢A的功A的符豎號及及含義；解：(1)AB,氣體膨脹BA,氣體壓縮A1>0:氣體為對外滴做功A2<0:外界刮對氣付體做巖功(2形)Q的符咳號如陸何確賊定；吸熱(2)AB,放熱(3)ABA:總功醋：BA,EB>EA(3騙)循環(huán)租總功證和熱爪量的長正負(fù)例3攪拌鴉盛在瀉絕熱腔容器陽中的呀液體悶，液昏體溫度過在升包高，功若將紡液體鑼看做嬌系統(tǒng)鳴，則（1）外暈界傳梳給系犯統(tǒng)的交熱量（2）外有界對桿系統(tǒng)啦做的培功（3）系舊統(tǒng)的賄內(nèi)能角增量等于粥零，嫌大于葡零還腳是小公于零斗。等于島零大于塊零大于綢零例4作功遭和傳重遞熱喝量對魂增加秤內(nèi)能泳來說年是等獸效的盛，但龍又有朱本質(zhì)顧上的猴不同義，如餃何理次解解：對系壘統(tǒng)作熊功使朋其內(nèi)底能發(fā)墳生變則化，冠是機(jī)揉械運吉動能縱量轉(zhuǎn)浙化為秤分子撈熱運鞠動的愉能量胳。對系把統(tǒng)加戚熱使填其內(nèi)甩能增押加，摩是把鼻高溫匠物體魂分子旦熱運雖動熱貴量傳鑄遞給莫系統(tǒng)費，并用轉(zhuǎn)化傾為系吸統(tǒng)的晚分子寸熱運冠動能課量。例1在p-孝v圖上（1）系餅統(tǒng)的央某一丸平衡叮態(tài)用拆（凍）奏來表捉示.一個揚點（2）系柱統(tǒng)的烈某一略準(zhǔn)靜庭態(tài)過洽程用滑（征）來埋表示.一條狂曲線（3）系引統(tǒng)的不某一發(fā)準(zhǔn)靜斑態(tài)循鐘環(huán)過閃程用偶（冠）來奧表示.一條僅閉合陷曲線例2下面訪給出配理想蜘氣體稻的幾鳳種狀制態(tài)變卷化關(guān)躬系,指出漁它們線各表意示什傭么過計程.表示過程表示過程表示過程等壓等容等溫§5醋-2熱容廳量在一舒定條稍件下涌，系絮統(tǒng)的個溫度刻升高黑或降剝低1K時吸青收（原或放畜出）替的熱險量稱劈燕為該六系統(tǒng)側(cè)的熱容肅。一般太形式一挎、物考質(zhì)的祥熱容跑量二啄摩猾爾熱嗎容量1mo貼l的理跨想氣恰體，拜溫度給變化1k時，此所吸濱收或晶放出壟的熱弦量稱膽為摩爾抹熱容綱量。1)物質(zhì)禁固有疊屬性僻；2)與溫攪度有句關(guān).對于薦理想?yún)菤怏w地，溫嫂度變脊化不采大時崖與溫擠度無紙關(guān)。說明朱：1等容灶摩爾裙熱容一摩紹爾氣御體在羅體積耽不變碗時，綁溫度椅改變1K時所答吸收神或放周出的禾熱量雹。熱力學(xué)第一定律運用這一微小過程,求出3）與過腐程有殿關(guān)。下面嶼討論等容株摩爾竊熱容和等壓朱摩爾扒熱容.等容濤過程暗中系統(tǒng)慕體積簡始終疫保持銀不變功由熱庸力學(xué)吵第一績定律對于近一摩晨爾氣速體內(nèi)能補(bǔ)的表車達(dá)式2等壓羽摩爾錦熱容一摩房誠爾氣椒體在牌壓強(qiáng)奶不變聽時，扶溫度悉改變1K時所齡吸收吃或放寺出的諷熱量乞。等壓逆過程:系統(tǒng)揉壓強(qiáng)性在狀蟲態(tài)變顫化過殘程中碧始終著保持關(guān)不變慮，p=常量槽。一摩服爾理與想氣拉體的鏡狀態(tài)屑方程元功由熱庭力學(xué)喂第一睬定律邁耶(M蛋ay燭er)公式解出1等容乖過程啞的熱付量計犯算的氣體在等容過程中溫度變化dT時，吸熱溫度僚由T1變?yōu)門2時，鄭系統(tǒng)希吸熱溫差浙不太糖大時羞，等化容摩時爾熱雁容CV可看劇作常灰數(shù)三缸等古容過憲程與壺等壓朝過程各中熱博量的顛計算2等壓廈過程萄的熱凳量計鼻算的氣打體在很等壓全過程女中溫鏈度變艱化dT時，丘吸熱溫度鏡由T1變?yōu)門2時，籌系統(tǒng)盟吸熱溫差忙不太欄大時指，等栗壓摩括爾熱玻容Cp可看提作常爹數(shù)例1對于梯單原查子理鋪想氣監(jiān)體，唇下面薯各式慰表示唇什么板物理發(fā)意義淋。1m陪ol理想碌氣體粉的內(nèi)蠢能理想藝氣體舍的等挖容摩盾爾熱耕容理想舅氣體智的等堂壓摩美爾熱床容例2同一丟種理接想氣敬體的拆等壓搬摩爾眾熱容Cp大于目等容磨摩爾壯熱容CV，其塌原因敵是解：在等栗壓升梅溫過狂程中瞞，氣堵體膨猶脹要秘對外紛做功豈；等北容升綠溫過奇程中訓(xùn)氣體從對外柔不做家功。報所以CP>CV例310泛0g的水伸蒸氣輸自12輩00C加熱紀(jì)至14獻(xiàn)00C。問奏（1）在妙等壓聚過程窯中,(漲2)在等針容過吵程中,各吸騾收的字熱量恭是多昏少?解：水蒸忘氣的農(nóng)自由鴨度i=6等壓舍摩爾稍熱容吸收醬的熱端量（1）在軍等壓蜂過程辟中等容拜摩爾杜熱容吸收滔的熱左量(2痕)在等旁容過飽程中過程方程常量由熱糠力學(xué)下第一磨定律過程特征常量§5虛-3第一脈定律物對于粒熱力款學(xué)過絕程的偵應(yīng)用1等容屠過程等容憐過程右系統(tǒng)捏對外桃不做泄功一、嬌三個云等值辰過程1212等容皆升壓等容穴降壓外界糖傳給暴氣體老的熱攔量全榜部用肺于增眉加氣呆體的淹內(nèi)能氣體全放出責(zé)的熱筆量為奇氣體質(zhì)內(nèi)能現(xiàn)的減完少過程方程常量過程特征常量2等壓第過程系統(tǒng)芹對外鄭做功內(nèi)能劫的改憤變量12A吸收使的熱瞞量由熱斥力學(xué)恒第一沫定律12A12A

A

A等丈壓路膨塊脹等歪壓暖壓龜縮氣體蛙吸收棚的熱追量，繳一部慌分用霜于內(nèi)竹能的琴增加刃，一浮部分丙用于玩對外輸作功外界德對氣姐體作勒的功邊和內(nèi)依能的雞減少尼均轉(zhuǎn)財化為聽熱量部放出晌。

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摩爾慘熱容榆比室溫拆下，單原子斤分子頌及雙原子皂氣體泉的摩忠爾熱紋容，洽理論權(quán)值與在實驗縫值符蓋合得揀相當(dāng)好.（比絹較情蠢況見匠書P1釋57表5-咐1）多原劃子分子戲氣體舞理論態(tài)值與焦實驗寧值的般差值龍較大騰。T(K)2.53.54.5502705000CP/R氫氣勇摩爾債熱容柏與溫倍度關(guān)纖系實筋驗曲條線氫氣灑：理旨論值摩爾筍熱容猶隨溫臣度的培變化學(xué)關(guān)系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。在大趁的溫睡度范舞圍上甚看摩晉爾熱墨容與通溫度熊有關(guān)并。即CV、Cp和都并眾不是宴常量栽，而涼是與臭溫度坡有關(guān)量的。這個瓜結(jié)論散用經(jīng)膠典理須論是民無法饅解釋娛的，撿只有膏采用徒量子鏟理論較解釋治。分子榆能量翼是量御子化掠的：轉(zhuǎn)動能量振動能量平動能量隨著博溫度蜜升高棚，自由岔度逐璃漸激租發(fā)：在低懶溫時們，氣牲體分捎子只敵有平糧動，i=3；在常溫蕉時，兄分子榜的轉(zhuǎn)同動能角級被育激發(fā)嫂，i=3逗+2關(guān)=5；在高溫濤時，退分子鉆的振騙動能辦級也優(yōu)被激搏發(fā)，喇振動渣對熱頑容開休始有通貢獻(xiàn)餓。常溫掌下，抬不易轎發(fā)生吳振動伍能級鐮的躍暫遷，非分子逐可視閑為剛性（振盼動自盾由度懂被“凍結(jié)”）。3等溫末過程熱力崇學(xué)第反一定煎律恒溫?zé)嵩碩12過程特征常量過程方程常量“定溫勵摩爾構(gòu)熱容”由功厚的定位義過程慘方程鴨寫成所以等溫牢過程心的熱漫量12A12AAA等溫膨脹等溫壓縮等溫簽膨脹貌中系撈統(tǒng)吸襯收的霧熱量側(cè)全部擇用來拐對外撤作功糖。等溫援壓縮嘩中系知統(tǒng)放據(jù)出的連熱量暑全部償來自取外界腹所作名的功減。二鞋絕惜熱過渴程絕熱荒過程獵：系調(diào)統(tǒng)與謙外界羨無熱灘交換字，系此統(tǒng)狀遼態(tài)變挺化的甲過程邪。過程怠特征絕熱的汽缸壁和活塞熱力詳學(xué)第南一定冠律過程艙方程穿未知,無法梁計算絕熱六過程叔的功推導(dǎo)滔絕熱肺過程批方程——泊松饞公式兩邊牙積分聯(lián)立尤求解炸得對于厭微小脹絕熱咐過程絕熱

方程常量常量常量利用膽理想賓氣體艘狀態(tài)傘方程漁還可慕以得再由液定義蕩計算輸功12A絕熱膨脹12A絕熱壓縮

A

A問題弓：驗在絕戴熱膨潑脹和魚絕熱暮壓縮丘過程課中，鴨溫度幕如何災(zāi)變化械？討論給絕熱擦線和盾等溫秘線絕熱過程酸曲線鄉(xiāng)豐的斜爭率等溫過程陜曲線禽的斜川率絕熱領(lǐng)線的于斜率吐大于稀等溫居線的查斜率.常量常量ABC等溫才線絕熱夕線理想篩氣體鼓的多糊方過眨程：(自己鵲證）n稱多亂方指蹄數(shù)對絕存熱過暫程：對等差溫過訴程：等壓倉過程茂：等容旅過程籠：絕熱掃自由皆膨脹（非吐準(zhǔn)靜細(xì)態(tài)絕追熱過忙程）真空絕熱筍剛性確壁隔板T1T2對理楚想氣嗓體：器壁樓絕熱缸：Q=置0向真連空膨畜脹：A=蘇0熱力捐學(xué)第墳一律E1=E2T1=T2對真劈燕實氣筐體：分子他力以拐引力不為主躬時T2<T1以斥力詠為主粱時T2>T1（是叼否等蔥溫過婚程？截）三枯節(jié)流簡過程p1p2多孔塞氣體螞在絕限熱條季件下督，從姨大壓賀強(qiáng)空較間經(jīng)有多孔搜塞緩耐慢遷跑移到欺小壓旦強(qiáng)空脂間的邀過程數(shù)稱為節(jié)流辣過程或焦全耳--峰-湯姆藏遜效碗應(yīng)對真柳實氣腥體，洽節(jié)流主膨脹熟后溫防度發(fā)嶄生變爹化。正焦耳--湯姆她遜效撞應(yīng)：齒節(jié)流咐膨脹丑后溫漏度降低；負(fù)焦耳--湯姆岔遜效陣應(yīng)：蜂節(jié)流廢膨脹擺后溫植度升高。對理擔(dān)想氣鄙體經(jīng)襲歷節(jié)強(qiáng)流過僻程：這說粗明理丸想氣后體經(jīng)盟歷節(jié)泥流過俯程后個溫度狂不變卸。真實卡氣體經(jīng)歷宋節(jié)流芹過程瞞后溫汽度變姓化說廁明分倡子間存在相互咳作用慌的勢能。實驗搞的應(yīng)籍用：候干冰懲的制黃作。死使高強(qiáng)壓二塵氧化敗碳從置閥口繁的小喘孔噴配射出逮來，任從而漂使溫迎度降恢低，竹制成晨干冰拉。例1如圖校，對隸同一鈴氣體太，I為絕菜熱過她程，姥那么J和K過程洲是吸逼熱還趕是放播熱?解：部對絕膀熱過秧程對J過程吸熱對K過程放熱例2如圖亂，同狡一氣稿體經(jīng)雷過等兇壓過緣瑞程AB盡,等溫謙過程AC，絕熱爆過程AD。問(1寧)哪個件過程果作功流最多?解：(1拌)由過冠程曲圾線下蠅面積黨知AB過程作功最多(2酬)哪個董過程弱吸熱販最多勉？等溫叛過程州：等壓倘過程程：絕熱錦過程研：等壓肌過程放吸熱榮最多(3襲)哪個很過程貿(mào)內(nèi)能糧變化禽最大即過程內(nèi)能變化最大A

B例3一氣鄉(xiāng)豐缸中穿貯有眉氮氣痰，質(zhì)慢量為1.怒25kg。在幫標(biāo)準(zhǔn)棵大氣棵壓下悼緩慢濟(jì)地加知熱，京使溫插度升身高1K。試求幫氣體套膨脹倚時所扭作的捷功A、氣體屯內(nèi)能只的增岡量E以及坑氣體時所吸離收的田熱量Q。因i=5徑,所以Cv=2燥.5R，可鄉(xiāng)豐得解：因過訂程是迎等壓煤的，份得例4質(zhì)量劇為2.愉8×溝10-3kg、溫度英為27授℃、壓終強(qiáng)1a眉tm的氮愈氣，槍先使瞎之等口壓膨乘脹到沫原來繼體積螞的兩埋倍；若再在口容積霞不變尼下，臭使壓雁強(qiáng)加算倍，泥最后爬做等語溫膨期脹，屑使壓脊強(qiáng)降故低至1a賀tm。求：坡整個蠻過程脂中的哈功，載熱量腦及內(nèi)謊能的俘變化償。解：所裹有過親程都徑是準(zhǔn)昏靜態(tài)有過程令，如p-置V圖所汽示。已知幻玉初始揉態(tài)由理想氣體狀態(tài)方程可以得出例5一定宏量的估某單乒原子挑分子和理想交氣體花裝在同密封懲的氣泉缸內(nèi)翻，氣孕缸有俊活塞嫂。已盡知初如狀態(tài)現(xiàn)將梢氣體蓮等壓辮加熱待，體摔積膨鍵脹2倍，凡再等遵容加簡熱使丘壓強(qiáng)廟增加2倍，財最后信做絕奏熱膨割脹直殘到溫堆度下桑降到屠初態(tài)協(xié)溫度孩。求：（1)在p－v圖上揪將整隊個過鐘程表捎示出級來（2)整個接過程兩中內(nèi)還能的痕改變（3)整個歸過程乳中氣飄體吸女收的純熱量（4)整個淋過程津中氣料體所塵做的米功解：（1）整或個過玻程由辮等壓鉛膨脹襲、等嗓容升轉(zhuǎn)壓和腸絕熱堅膨脹鋸組成.（2）由攪題意它，初橡態(tài)溫己度等販于末森態(tài)溫途度，緊內(nèi)能排的改仆變量沒為零.（3)整個狗過程目中氣碼體吸申收的灘熱量（4)整個尚過程測中氣勻體所稿做的械功oAB

例6單原展子理盡想氣傅體從趙狀態(tài)A沿直濫線變匆化到勝狀態(tài)B，如咽圖所卷示。坐求氣明體對暖外做繳功、薯內(nèi)能晨的變內(nèi)化和救吸收路的熱灶量。解：功的映大小模等于P－V圖上貿(mào)過程佳曲線要下的婆面積（1）理想臥氣體剛狀態(tài)牢方程（4）解決過程中能量轉(zhuǎn)換的問題總結(jié)（2）理想罷氣體葡的內(nèi)質(zhì)能（3）準(zhǔn)靜搜態(tài)過題程的圣體積偉功熱機(jī)茄發(fā)展灶簡介16崖98年薩涉維利耀和17柏05年紐小可門職先后僵發(fā)明齡了蒸汽研機(jī)疫，當(dāng)岸時蒸徐汽機(jī)住的效比率極棕低.17廚65年瓦佛特進(jìn)花行了榜重大姥改進(jìn)熄，恒大大折提高敲了效綠率.人們拆一直乓在為涌提高糞熱機(jī)貧的效疑率而芬努力傻，臣從憶理論申上研男究熱去機(jī)效堤率問框題，疫一奶方面碰指明球了提濟(jì)高效比率的涼方向眼，庫另一鬧方面菜也推貸動了厚熱學(xué)朝理論與的發(fā)輸展.各種熱機(jī)的效率液體燃料火箭柴油機(jī)汽油機(jī)蒸汽機(jī)§5盼-4循環(huán)知過程火力鮮發(fā)電奏廠外須貌冷凝緊塔發(fā)電堡機(jī)水泵除塵得器渦輪鋒機(jī)傳送戲帶鍋爐空氣碾磨傾機(jī)煙筒水管噴射年給水忌器火力墳發(fā)電儉廠結(jié)油構(gòu)示竟意圖熱機(jī)咸的三慚個要指素:熱機(jī)：持蛛續(xù)地清將熱棄量轉(zhuǎn)榮變?yōu)楣ЧΦ牧蠙C(jī)器.工作任物質(zhì)（工燥質(zhì)）故：熱唐機(jī)中扶被利絲式用來騎吸收培熱量蠻并對眼外做肯功的判物質(zhì).1.工作野物質(zhì)2.兩個甘或兩刑個以講上溫溫度不如同的忍熱源3.對外病作功胖的機(jī)儀械裝獵置系統(tǒng)牢經(jīng)過質(zhì)一系嘉列變禾化狀鈴態(tài)過素程后萬，又句回到受原來定的狀惕態(tài)的薦過程第叫熱力病學(xué)循有環(huán)過絲式程.熱力學(xué)第一定律（取絕贏對值疤）凈功特征一飯循環(huán)雜過程AB總吸熱總放熱思考下列亞的靜祥電永沿動機(jī)防能否攀實現(xiàn)頭？++--++--++++絕緣桿絕緣桿帶電桿帶電桿熱機(jī)第一類永動機(jī)是不可能實現(xiàn)的.AB1.正循喘環(huán)(熱機(jī)細(xì)循環(huán))過程穴曲線罩沿順時針繩方向腥，系軍統(tǒng)對遷外作正功。循環(huán)趟效率汁：一次禮循環(huán)箏過程頂中系董統(tǒng)對榆外做店的功內(nèi)占它嶄從高賣溫?zé)嵯≡次{(diào)熱的朋比率瓜。在一恨正循銜環(huán)中,系統(tǒng)凝從高過溫?zé)釁苍次鼉|熱Q1，向線低溫預(yù)熱源道放熱Q2(Q2>0山),系統(tǒng)已對外來作功A