大學(xué)物理課件：1 A 9 氣體熱運(yùn)動(dòng)_f

1、2022/7/121大學(xué)物理yxl0503135452307532022/7/12單周 星期一 星期三 晚上 7:30-9:30雙周 星期二 星期四 晚上 7:30-9:30東九樓A210西五樓116取課件：student_ PSW: 2_2015答疑安排 QQ群號(hào)：205534080（實(shí)名制申請(qǐng)）課件放在qq群文件 22022/7/12每周交一次作業(yè) 批改1/3請(qǐng)學(xué)習(xí)委員(收作業(yè)的同學(xué))收作業(yè)時(shí)， 把作業(yè)按學(xué)號(hào)順好再上交。注意： 按照學(xué)校的明文規(guī)定，缺作業(yè)達(dá)三分之一及以上者，綜合成績(jī)按零分計(jì)。 華中科技大學(xué)本科生考試管理工作細(xì)則(校教200993號(hào)) 華中科技大學(xué)普通本科生學(xué)籍管理細(xì)則(校教

2、201052號(hào)) 32022/7/12學(xué)習(xí)成績(jī)構(gòu)成：平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)的20% (作業(yè)+課堂表現(xiàn)) 網(wǎng)上測(cè)驗(yàn)占總成績(jī)的15% 期末考試占總成績(jī)的65% 網(wǎng)上測(cè)驗(yàn)：熱學(xué)部分5分 (第6-7周)振動(dòng)、波動(dòng)、光學(xué)10分 (第12-13周)4每部分均只能考一次。用原密碼登陸。2022/7/125伽爾頓板速率分布以上二個(gè)中任選一個(gè):彈簧縱波演示音叉演示拍現(xiàn)象激光垂直振動(dòng)合成弦駐波電磁波演示儀單縫衍射雙縫干涉光柵衍射方解石的雙折射起偏與檢偏演示實(shí)驗(yàn)?zāi)夸浧谀┰嚲頃?huì)在這些實(shí)驗(yàn)中選題。2022/7/12本學(xué)期授課內(nèi)容（64學(xué)時(shí)）： 推薦參考書(shū)： 清華大學(xué)出版社 張三慧主編 大學(xué)物理學(xué)上海交大出版社 葛國(guó)勤主編 大

3、學(xué)物理特點(diǎn)：內(nèi)容多、內(nèi)容新、進(jìn)度快、難度大教學(xué)組成：聽(tīng)課、看書(shū)、練習(xí)、答疑、考試氣體動(dòng)理論與熱力學(xué)振動(dòng)與波波動(dòng)光學(xué)量子物理62022/7/127內(nèi)容總學(xué)時(shí)（64）第 9章 氣體運(yùn)動(dòng)論6學(xué)時(shí)第10章 熱力學(xué)基礎(chǔ) 8學(xué)時(shí)第11章 振動(dòng)與波動(dòng)16學(xué)時(shí)第12章 （不講）0第13章 波動(dòng)光學(xué)16學(xué)時(shí)第14、15章 量子力學(xué)14學(xué)時(shí)第16章 激光和半導(dǎo)體2學(xué)時(shí)第17章 原子核物理簡(jiǎn)介2學(xué)時(shí)本學(xué)期大學(xué)物理學(xué)時(shí)分配（供參考）2022/7/128熱 學(xué)熱學(xué)：是研究 物質(zhì) 熱運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及其規(guī)律的學(xué)科.物質(zhì)：由大量微觀粒子組成的系統(tǒng)。有固、液、氣體，等離子體，輻射場(chǎng)，生命體等。熱運(yùn)動(dòng)：指宏觀物體內(nèi)大量微觀粒子無(wú)規(guī)則

4、的運(yùn)動(dòng)。 熱現(xiàn)象是物質(zhì)中大量分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)。研究熱運(yùn)動(dòng)的方法宏觀：實(shí)驗(yàn)的方法微觀：統(tǒng)計(jì)的方法熱力學(xué)分子動(dòng)理理(統(tǒng)計(jì)物理)重點(diǎn)：研究理想氣體的熱運(yùn)動(dòng)2022/7/129第 9 章 氣體動(dòng)理論（6學(xué)時(shí)）9.1 熱學(xué)系統(tǒng)和平衡態(tài)9.2 理想氣體狀態(tài)方程 9.3 理想氣體的壓強(qiáng)和溫度9.4 能均分定理9.5 MAXWELL 速率分布定律9.7 氣體分子的平均自由程9.8 偏離平衡態(tài)2022/7/12109.1 熱學(xué)的幾個(gè)基本概念熱力學(xué)研究的對(duì)象-熱力學(xué)系統(tǒng)。它包含極大量的分子、原子。以 阿佛加德羅常數(shù) NA =61023 (mol)-1計(jì)。熱力學(xué)系統(tǒng)以外的環(huán)境稱(chēng)為外界。二、宏觀量與微觀量宏觀

5、描述：從整體上描述熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)。微觀描述：從組成系統(tǒng)的微觀粒子的運(yùn)動(dòng)描述熱力學(xué) 系統(tǒng)的狀態(tài)。熱力學(xué)系統(tǒng)的兩種描述方法一、系統(tǒng)與外界2022/7/1211平衡態(tài)：在不受外界影響的條件下，系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間改變的狀態(tài)。此時(shí)系統(tǒng)的狀態(tài)參量有確定值。非平衡態(tài)：熱力學(xué)系統(tǒng)的宏觀狀態(tài)隨時(shí)間變化。且系統(tǒng)的各局部的狀態(tài)不同，此時(shí)系統(tǒng)的狀態(tài)參量無(wú)確定值。三、系統(tǒng)的狀態(tài) 例：理想氣體絕熱自由膨脹。真空平衡態(tài)非平衡態(tài)2022/7/1212 溫度是決定一系統(tǒng)是否與其它系統(tǒng)處于熱平衡的宏觀性質(zhì)，它的特征就在于一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。四、溫度與熱平衡AB絕熱板A、B 兩體系互不影響，各自達(dá)到平衡態(tài)。

6、AB導(dǎo)熱板 A、B 兩體系的平衡態(tài)有聯(lián)系達(dá)到共同的熱平衡狀態(tài)（熱平衡)，A、B 兩體系有共同的宏觀性質(zhì)，稱(chēng)為系統(tǒng)的溫度。2022/7/1213熱力學(xué)第零定律 如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，則這兩個(gè)系統(tǒng)彼此也將處于熱平衡。隔熱板導(dǎo)熱板互為熱平衡的多個(gè)系統(tǒng)具有相同的溫度（1）溫度是熱學(xué)中特有的物理量，它決定 一系統(tǒng)是否與其他系統(tǒng)處于熱平衡。說(shuō)明：（2）溫度的概念與人們?nèi)粘?duì)溫度的理解 （溫度冷熱程度）是一致的溫標(biāo)溫度的數(shù)字表示法常用的兩種溫標(biāo)：攝氏溫標(biāo)：水的三相點(diǎn) t = 0oC熱力學(xué)溫標(biāo)：SI單位制2022/7/1214五 狀態(tài)參量 狀態(tài)方程狀態(tài)參量：用來(lái)描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量。p, V

7、, T 稱(chēng)為氣體的狀態(tài)參量 平衡態(tài)下，一定質(zhì)量的氣體的狀態(tài)通常用體積V 、壓強(qiáng) p 和溫度 T 來(lái)描述。狀態(tài)方程：狀態(tài)參量之間的函數(shù)關(guān)系。各個(gè)狀態(tài)參量的單位： p ：帕斯卡(Pa), 即牛頓/米2(N/m2)V ：米3(m3) ; T : 開(kāi)爾文(K)2022/7/12159.2 理想氣體狀態(tài)方程 玻義爾定律：常數(shù)（C）一定質(zhì)量的氣體在T不變時(shí)，pV 乘積為常數(shù)。嚴(yán)格遵守玻義爾定律的氣體，稱(chēng)為理想氣體。描述理想氣體狀態(tài)的三個(gè)參數(shù)中只有兩個(gè)是獨(dú)立的。2022/7/1216m 理想氣體的質(zhì)量 M 理想氣體的摩爾質(zhì)量氣體普適常量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)2022/7/1217理想氣體狀態(tài)方程理想氣體的摩爾數(shù)N是理想氣體的總分子數(shù)NA是阿佛伽得羅常數(shù)分子數(shù)密度：?jiǎn)挝惑w積中的氣體分子數(shù)玻爾茲曼常數(shù)2022/7/1218理想氣體狀態(tài)方程道爾頓分壓定律容器中有幾種氣體 , 分子密度分別為：n1 、 n2 .單位體積的分子數(shù)：n=n1+n2+ 2022/7/1219玻爾茲曼 Boltzmann （1844-1906） 奧地利理論物理學(xué)家，熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的奠基人之一。2022/7/1220例題 容器有氧氣，壓強(qiáng)是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，溫度為27攝氏度。求：1)單