平衡態(tài)理想氣體物態(tài)方程省公開課一等獎全國示范課微課金獎?wù)n件

第十章

波動MECHANICALWAVES氣體動理論第十二章12-1平衡態(tài)理想氣體物態(tài)方程熱力學(xué)第零定律1第1頁本節(jié)內(nèi)容概要本節(jié)教學(xué)要求了解平衡態(tài)、準(zhǔn)靜態(tài)過程、平衡過程和理想氣體等概念。了解氣體物態(tài)參量和理想氣體物態(tài)方程，會用物態(tài)方程求解理想氣體物態(tài)參量。

了解熱力學(xué)第零定律物理意義。

熱學(xué)幾個基本概念理想氣體物態(tài)方程熱力學(xué)第零定律2第2頁(一)氣體物態(tài)參量(宏觀量)

1壓強(qiáng)：

力學(xué)描述單位:標(biāo)準(zhǔn)大氣壓:緯度海平面處,時大氣壓。2

體積:

幾何描述單位:一熱學(xué)幾個基本概念3第3頁

3

溫度:熱學(xué)描述單位：特點：(1)熱學(xué)中特有物理量；(2)狀態(tài)參量。本質(zhì)：組成物體大量分子無規(guī)則運動猛烈程度表現(xiàn)。注意：T與t，K與℃4第4頁一組態(tài)參量一個平衡態(tài)描述對應(yīng)（二）平衡態(tài)

不受外界影響條件下，系統(tǒng)宏觀性質(zhì)不隨時間改變狀態(tài)。

熱動平衡（有別于力學(xué)平衡）一定條件下對實際情況概括和抽象可用狀態(tài)參量描述特點5第5頁平衡態(tài)在狀態(tài)圖上表示狀態(tài)圖：p－V圖、p－T圖、V－T圖

狀態(tài)1（p1,V1,T1）狀態(tài)2（p2,V2,T2）一個點代表一個平衡態(tài)

平衡態(tài)下狀態(tài)參量不隨時間改變6第6頁討論：取一金屬桿，使其一端與沸水接觸，另一端與冰接觸。當(dāng)沸水和冰溫度維持不變時，桿溫度即使不一樣，但將不隨時間改變。這時金屬桿是否處于平衡態(tài)？為何？7第7頁平衡態(tài)與穩(wěn)定態(tài)平衡態(tài)T1T1熱庫（恒溫）系統(tǒng)穩(wěn)定態(tài)T2熱庫熱庫T1（恒溫）（恒溫）系統(tǒng)平衡態(tài)：(1)單一性(p，

T處處相等)；(2)物態(tài)穩(wěn)定性——與時間無關(guān)；(3)自發(fā)過程終點。8第8頁（提醒：受外界影響，不處于平衡態(tài)，處于穩(wěn)定態(tài)）討論：取一金屬桿，使其一端與沸水接觸，另一端與冰接觸。當(dāng)沸水和冰溫度維持不變時，桿溫度即使不一樣，但將不隨時間改變。這時金屬桿是否處于平衡態(tài)？為何？9第9頁（三）準(zhǔn)靜態(tài)過程熱力學(xué)過程：從一個狀態(tài)變到另一個狀態(tài)整個歷程。始平衡態(tài)

一系列非平衡態(tài)末平衡態(tài)過程進(jìn)行任一時刻系統(tǒng)狀態(tài)并非平衡態(tài)。注意10第10頁準(zhǔn)靜態(tài)過程－－始末兩平衡態(tài)間經(jīng)歷中間狀態(tài)可近似為平衡態(tài)改變過程?！旆瞧胶鈶B(tài)←遲緩靠近平衡態(tài)非準(zhǔn)靜態(tài)過程準(zhǔn)靜態(tài)過程理想化11第11頁準(zhǔn)靜態(tài)過程在狀態(tài)圖上表示：曲線初態(tài)末態(tài)p-V圖上一條曲線代表一個準(zhǔn)靜態(tài)過程。統(tǒng)一于“無限遲緩”矛盾平衡即不變過程即改變12第12頁二理想氣體物態(tài)方程?！R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不變溫度不太低壓強(qiáng)不太大中學(xué)物理：13第13頁理想氣體---同時滿足三定律和阿伏伽德定律。

一定量理想氣體初態(tài)（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）：（P0、V0、T0）末態(tài)：（P、V、T）則：

理想氣體物態(tài)方程推導(dǎo)14第14頁令等于R理想氣體物態(tài)方程（8.31J·mol-1·K-1氣體普適常數(shù)）15第15頁理想氣體物態(tài)方程：說明1）理想氣體平衡態(tài)下，p、V、T一定滿足關(guān)系式。2）關(guān)于16第16頁4）理想氣體狀態(tài)方程另幾個慣用形式（玻耳茲曼常量）n=N/V（氣體分子數(shù)密度）設(shè)：則：17第17頁三熱力學(xué)第零定律熱接觸：兩原各處于一定平衡態(tài)熱力學(xué)系統(tǒng)，相互接觸，并發(fā)生傳熱現(xiàn)象。熱平衡：兩原各處于一定平衡態(tài)熱力學(xué)系統(tǒng)，經(jīng)過熱接觸后到達(dá)一個共同平衡態(tài)。ABAB熱平衡18第18頁ACB絕熱壁ACBACB

熱力學(xué)第零定律：不受外界影響，A、B同時與C處于熱平衡，即使A、B無接觸，它們也必處于熱平衡狀態(tài)。19第19頁熱力學(xué)第零定律物理意