注冊(cè)物理一注基礎(chǔ)

注冊(cè)物理一注基礎(chǔ)1第1頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月第一部分氣體動(dòng)理論引論1.揭示熱現(xiàn)象的微觀本質(zhì)2.了解分子運(yùn)動(dòng)的微觀規(guī)律1.大量分子頻繁碰撞,分子的速率和運(yùn)動(dòng)方向不斷改變研究分子運(yùn)動(dòng)的目的：對(duì)分子運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)（微觀圖景）2.分子不停地作無規(guī)則運(yùn)動(dòng)即每一瞬間，分子的運(yùn)動(dòng)方向和速度大小都是隨機(jī)的，可以取任何值。3.大量分子運(yùn)動(dòng)有統(tǒng)計(jì)規(guī)律第2頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月一、理想氣體1．狀態(tài)參量質(zhì)量M[kg]摩爾質(zhì)量=分子量壓強(qiáng)

P[Pa---帕斯卡]體積V

溫度

T或第3頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月2、一定量理想氣體狀態(tài)方程表達(dá)式1：普適氣體常量表達(dá)式2：表達(dá)式3：分子數(shù)密度玻茲曼常數(shù)第4頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月二、宏觀量的微觀本質(zhì)1、壓強(qiáng)分子數(shù)密度分子平均平動(dòng)動(dòng)能宏觀量微觀量2、溫度T宏觀量微觀量溫度唯一地與分子平均平動(dòng)動(dòng)能相聯(lián)系第5頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月3、能量均分定理理想氣體的內(nèi)能如果氣體分子有i個(gè)自由度，則分子的平均動(dòng)能為理想氣體的內(nèi)能=所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能之總和自由度i確定分子位置所需的獨(dú)立坐標(biāo)數(shù)。剛性氣體分子單原子分子雙原子分子多原子分子第6頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月答：B例1某容器內(nèi)貯有1mol氫和氦，設(shè)各自對(duì)器壁產(chǎn)生的壓強(qiáng)分別為和，則兩者的關(guān)系是提示：都是1mol都在同一容器內(nèi)第7頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月例2兩種理想氣體的溫度相等，則它們的①分子的平均動(dòng)能相等。②分子的平均轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能相等。③分子的平均平動(dòng)動(dòng)能相等。④內(nèi)能相等以上論斷中，正確的是A.①②③④B.①②④C.①④D.③答：D平均動(dòng)能=平均平動(dòng)動(dòng)能+平均轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能第8頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月例3答：A

壓強(qiáng)為ｐ、體積為Ｖ的氦氣（視為剛性分子理想氣體）的內(nèi)能為：（Ｃ）ｐＶ．（Ｄ）3ｐＶ．

（Ａ）ｐＶ．（Ｂ）ｐＶ．第9頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月1、分子的速率分布律平衡態(tài)下的氣體系統(tǒng)中，分子速率為隨機(jī)變量。可以取任何可以取的值。三、分子運(yùn)動(dòng)的微觀統(tǒng)計(jì)規(guī)律但分子的速率分布，卻是有規(guī)律的。表示在一定的溫度下，速率在100m/s~200m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比多次統(tǒng)計(jì)，此百分比不變概率密度百分率=概率12

速率100m/s第10頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）任一小段曲線下面積（2）曲線下總面積1分子出現(xiàn)在區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)與總分子數(shù)的百分比分子速率分布函數(shù)第11頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月2.三種速率統(tǒng)計(jì)值(1)最可幾速率（最概然速率）在一定溫度下，氣體分子最可能具有的速率值。分子分布在附近的概率最大。(3)不必記第12頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)平均速率:大量分子速率的算術(shù)平均值(3)方均根速率都與成正比，與成反比第13頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月3.分布曲線與溫度的關(guān)系溫度越高，分布曲線中的最概然速率增大，但歸一化條件要求曲線下總面積不變，因此分布曲線寬度增大，高度降低。T2T1第14頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月答：（E）f(v)v02000例4(A)2000m/s(B)1500m/s(C)1000m/s(D)800m/s(E)500m/s氫氣和氧氣在同一溫度下的麥克司韋曲線如圖，氧氣分子的最可幾（最概然）速率為第15頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月氣體分子平均碰撞次數(shù)和平均自由程氣體分子在連續(xù)兩次碰撞之間自由通過的路程。在單位時(shí)間內(nèi)分子與其他分子碰撞的平均次數(shù)。分子自由程():碰撞頻率():平均自由程與分子的有效直徑的平方和分子數(shù)密度成反比當(dāng)溫度恒定時(shí),平均自由程與氣體壓強(qiáng)成反比第16頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月從能量觀點(diǎn)研究機(jī)械運(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)的相互轉(zhuǎn)化問題一、基本概念1、熱力學(xué)系統(tǒng)：固、液、氣態(tài)物質(zhì)外界：作用于熱力學(xué)系統(tǒng)的環(huán)境2、準(zhǔn)靜態(tài)過程:系統(tǒng)所經(jīng)歷的中間狀態(tài)都可近似看作平衡態(tài)（過程無限緩慢）3、四種特殊過程：等溫、等壓、理想氣體重點(diǎn):熱力學(xué)第一定律等容、絕熱系統(tǒng)第二部分熱力學(xué)第17頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月4.準(zhǔn)靜態(tài)過程的P---V圖(1)用P---V坐標(biāo)系中的曲線代表狀態(tài)變化過程----準(zhǔn)靜態(tài)過程曲線上每一點(diǎn)代表一種狀態(tài)（2）等溫過程雙曲線即PV112p.VV等溫過程.T升高，曲線向遠(yuǎn)離原點(diǎn)的方向移動(dòng)第18頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）等壓過程（4）等容（等體）過程PVpVPV絕熱絕熱P大P?。?）絕熱過程

絕熱絕熱膨脹中PVT第19頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月特征：（1）系統(tǒng)不與外界交換熱量的過程。即不吸熱，不放熱。（2）P,V,T三量均改變絕熱線在A點(diǎn)絕熱線比等溫線陡!PVO絕熱與等溫線比較等溫陡!A第20頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月二、功、內(nèi)能增量、熱量當(dāng)活塞移動(dòng)微小位移dx時(shí)，氣體所作的元功為：系統(tǒng)體積由V1變?yōu)閂2，所作PS總功為：（1）普遍情況1、氣體作功A第21頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月討論系統(tǒng)對(duì)外作正功；系統(tǒng)對(duì)外作負(fù)功；系統(tǒng)不作功。氣體作功通過體積變化而實(shí)現(xiàn)由定積分的幾何意義可知，功的大小等于P—V圖上過程曲線P=P(V)下的面積。外界對(duì)系統(tǒng)作功第22頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）等容過程PV體積不變功（3）等壓過程PVp作功（4）等溫過程121pVV第23頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月

比較a,b下的面積可知，功的數(shù)值不僅與初態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而且還依賴于所經(jīng)歷的中間狀態(tài)，功與過程的路徑有關(guān)。（功是過程量）(5)功與所經(jīng)的過程有關(guān)第24頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月2、內(nèi)能增量氣體給定，則確定。只取決于氣體的初、終狀態(tài)，與所經(jīng)過程無關(guān)。123、熱量Q熱量的含意：高溫物體與低溫物體接觸時(shí)，它們之間傳遞的那部分內(nèi)能

熱量是過程量,與氣體所經(jīng)過程有關(guān)。第25頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月三、熱力學(xué)第一定律AAQ>0吸熱Q<0放熱系統(tǒng)從外界吸熱Q，一部分使系統(tǒng)的內(nèi)能增加,另一部分使系統(tǒng)對(duì)外界作功A.EE第26頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月熱力學(xué)第一定律在三個(gè)等值過程及絕熱過程中的應(yīng)用過程狀態(tài)變化特征能量關(guān)系特征等容等壓等溫絕熱普遍公式特殊公式P,V,T均變第27頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月例1有兩個(gè)相同的容器，一個(gè)盛有氦氣，另一個(gè)(A)9J(B)15J(C)18J(D)6J盛有氧氣（視為剛性分子）開始它們的壓強(qiáng)和溫度都相同，現(xiàn)將９Ｊ的熱量傳給氦氣，使之升高一定的溫度，如果使氧氣也升高同樣的溫度，則應(yīng)向氧氣傳遞熱量是“９Ｊ的熱量傳給氦氣”是什么過程？絕熱等溫等壓等容答：B第28頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月例2在室溫條件下，壓強(qiáng)、溫度、體積都相同的氮?dú)夂秃庠诘葔哼^程中吸收了相同的熱量，則它們對(duì)外作功之比為A．

5/9B．5/7C．1/1D．9/5又即答：B第29頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月四、循環(huán)過程：系統(tǒng)經(jīng)歷一系列變化后又回到初始狀態(tài)的整個(gè)過程叫循環(huán)過程，簡(jiǎn)稱循環(huán)。1、循環(huán)過程的特點(diǎn)：（2）P-V圖上為一條閉合曲線（1）系統(tǒng)循環(huán)一周，內(nèi)能不變E=0熱機(jī)----正循環(huán)----順時(shí)針致冷機(jī)----逆循環(huán)----逆時(shí)針PVabcd正PVabcd逆2熱機(jī)效率：（3）循環(huán)曲線包圍的面積第30頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月由兩等溫過程和兩絕熱過程組成其熱機(jī)效率為4卡諾循環(huán)0T12T絕熱線VP3制冷系數(shù)：其制冷系數(shù)為第31頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月c提示：畫P-V圖<0(A)ba（B）氣體對(duì)外界凈作的功為正值。（C）氣體從外界凈吸的熱量為正值．（D）氣體內(nèi)能減少．（A）氣體從外界凈吸的熱量為負(fù)值．回到起始狀態(tài)．則在此循環(huán)過程中例3一定量的理想氣體，起始溫度為Ｔ，體積為Ｖ．后經(jīng)歷絕熱過程，體積變?yōu)椋玻郑俳?jīng)過等壓過程，溫度回升到起始溫度．最后再經(jīng)過等溫過程V2V?PV第32頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月五、熱力學(xué)第二定律（1）表述之一：不可能制成一種循環(huán)動(dòng)作的熱機(jī)