關(guān)關(guān)雎鳩南郵大學(xué)物理課件13-1理想氣體狀態(tài)方程(熱力學(xué)基礎(chǔ))

第一章理想氣體狀態(tài)方程研究對(duì)象

熱運(yùn)動(dòng):構(gòu)成宏觀物體的大量微觀粒子的永不休止的無(wú)規(guī)運(yùn)動(dòng).熱現(xiàn)象:與溫度有關(guān)的物理性質(zhì)的變化。單個(gè)分子—無(wú)序、具有偶然性、遵循力學(xué)規(guī)律.研究對(duì)象特征整體（大量分子）—服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律.宏觀量：表示大量分子集體特征的物理量（可直接測(cè)量）,如等.

微觀量：描述個(gè)別分子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量（不可直接測(cè)量），如分子的

等.宏觀量微觀量統(tǒng)計(jì)平均研究方法1.

熱力學(xué)——宏觀描述

實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，給出宏觀物體熱現(xiàn)象的規(guī)律，從能量觀點(diǎn)出發(fā)，分析研究物態(tài)變化過(guò)程中熱功轉(zhuǎn)換的關(guān)系和條件.

1）具有可靠性；

2）應(yīng)用宏觀參量.特點(diǎn)2.

氣體動(dòng)理論——微觀描述

研究大量數(shù)目的熱運(yùn)動(dòng)的粒子系統(tǒng)，應(yīng)用模型假設(shè)和統(tǒng)計(jì)方法.兩種方法的關(guān)系氣體動(dòng)理論熱力學(xué)相輔相成

1）揭示宏觀現(xiàn)象的本質(zhì)；

2）有局限性，與實(shí)際有偏差，不可任意推廣.特點(diǎn)一、狀態(tài)參量的含義1.壓強(qiáng)P

從力學(xué)角度描寫氣體狀態(tài)的物理量?！獑挝幻娣e的壓力。國(guó)際單位：牛頓/米2，N·m-2,

帕（Pa）1

Pa=1

N·m-2,常用單位：大氣壓，atm§1.理想氣體狀態(tài)方程/二、狀態(tài)參量的含義其它單位：厘米汞柱，cmHg托，Torr2.體積V

從幾何角度描寫氣體狀態(tài)的物理量。----氣體分子活動(dòng)的空間體積。對(duì)于理想氣體分子大小不計(jì)，分子活動(dòng)的空間體積就是容器的體積。§1.理想氣體狀態(tài)方程/二、狀態(tài)參量的含義國(guó)際單位：米3，m3常用單位：升，l3.溫度T從熱學(xué)角度描寫氣體狀態(tài)的物理量。國(guó)際單位：絕對(duì)溫標(biāo)T

開，k常用單位：攝氏溫標(biāo)t

度，§1.理想氣體狀態(tài)方程/二、狀態(tài)參量的含義二、理想氣體狀態(tài)方程1.什么是理想氣體理想氣體是一種理想化的模型，它的模型有兩種。宏觀模型溫度不太低壓強(qiáng)不太高§1.理想氣體狀態(tài)方程/一、理想氣體狀態(tài)方程微觀模型分子間的作用力不計(jì)分子的體積不計(jì)兩種模型是等價(jià)的，當(dāng)氣體的壓強(qiáng)較低時(shí)，氣體較稀薄，分子間的距離較大，則分子間的作用力可忽略不計(jì)，且分子間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于分子本身的線度，分子的體積也可忽略不計(jì)。2.什么是熱平衡態(tài)

在外界條件一定的情況下，系統(tǒng)內(nèi)部各處均勻一致，宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間t改變。§1.理想氣體狀態(tài)方程/一、理想氣體狀態(tài)方程例如：在一個(gè)容器中間，有一隔板，一邊為真空，另一邊盛有氣體，如果外界條件不變的情況下，氣體處于熱平衡態(tài)，當(dāng)抽出隔板后，右邊的氣體向左邊擴(kuò)散，氣體密度不均勻，氣體處于非平衡態(tài)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，內(nèi)部均勻一致，達(dá)到新的熱平衡態(tài)。隔板真空§1.理想氣體狀態(tài)方程/一、理想氣體狀態(tài)方程

理想氣體處于熱平衡態(tài)下時(shí)，各狀態(tài)參量之間的關(guān)系。1.摩爾數(shù)：氣體質(zhì)量摩爾質(zhì)量單位：摩爾，mol2.普適氣體恒量R1摩爾氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下：或§1.理想氣體狀態(tài)方程/二、狀態(tài)參量的含義由理想氣體狀態(tài)方程:分子的質(zhì)量為m0，分子數(shù)為N，氣體質(zhì)量：摩爾質(zhì)量：N0為阿伏加德羅常數(shù)，§4.溫度公式/一、溫度公式其中k為玻爾茲曼常數(shù)為分子數(shù)密度§4.溫度公式/一、溫度公式三、適用條件①.理想氣體②.處在熱平衡態(tài)理想氣體狀態(tài)方程①.理想氣體②.處在熱平衡態(tài)氣體定律③.質(zhì)量不變④.同種氣體§1.理想氣體狀態(tài)方程/三、適用條件四、注意幾點(diǎn)1.理想氣體狀態(tài)方程：?jiǎn)挝灰涮资褂?.氣體定律：方程兩邊單位統(tǒng)一§1.理想氣體狀態(tài)方程/四、注意幾點(diǎn)五、應(yīng)用舉例例：一氧氣瓶盛有體積為V1=30l，壓強(qiáng)為P1=130atm的氧氣，若壓強(qiáng)下降到P2=10atm,就應(yīng)停止使用重新灌氣，有一車間每天用掉P3=1atm、V3=40l的氧氣，問(wèn)這瓶氧氣能用幾天？設(shè)使用中溫度不變。解：由理想氣體狀態(tài)方程：有