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)一個人每次呼吸氣體大約是1022個分子。地球上全部大氣約有1044個分子。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個分子1017秒數(shù)1019個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)計物理方法

描述一個微觀粒子運動狀態(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、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---單位面積上的正壓力

微觀上：單位時間內(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、互相補充。宏觀量是相應(yīng)的微觀量的統(tǒng)計平均值一、平衡態(tài)

在不受外界影響的條件下，系統(tǒng)宏觀性質(zhì)不隨時間改變的狀態(tài)(熱動平衡)?！?-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，可以用體積V、壓強p、溫度T這幾個宏觀狀態(tài)參量來描述.1.體積V

氣體分子無規(guī)則熱運動能達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動的劇烈程度。兩物體冷熱程度不同過一段時間能量傳遞終止達到一個共同的平衡態(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)零度是不可能達到的。平衡態(tài)下狀態(tài)參量不隨時間變化.三、理想氣體狀態(tài)方程

實驗結(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不變實驗定律2.理想氣體的狀態(tài)方程理想氣體：遵守三個實驗定律的氣體.設(shè)理想氣體的質(zhì)量為M，摩爾質(zhì)量為Mmol由三條實驗定律導(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個分子，每個分子質(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)從一個狀態(tài)變化到另一個狀態(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