《熱學(xué)（第二版）》楊體強(qiáng)編-李椿 緒論學(xué)習(xí)資料

熱學(xué)（第二版）電子教案

楊體強(qiáng)編高等教育出版社高等教育電子音像出版社出版1緒論2一、熱學(xué)的研究對象熱學(xué)研究的對象是含有大量微觀粒子、體積有限的宏觀物體。熱學(xué)研究的對象被稱為熱力學(xué)系統(tǒng)或熱力學(xué)體系，簡稱系統(tǒng)或體系。熱學(xué)是物理學(xué)的一個重要組成部分，是研究熱現(xiàn)象的理論。

所謂微觀粒子，

是指線度在10-9～10-10

m大小的客體，諸如分子、原子等，在熱學(xué)中一般統(tǒng)稱為分子或微觀粒子。所謂宏觀物體，是指在尺度上遠(yuǎn)比分子大得多的物體。例如，一定量的氣體，一定體積的液體、固體以及一個生物體等都可視為熱力學(xué)系統(tǒng)。對于少量粒子組成的系統(tǒng)或像宇宙這樣無限大的系統(tǒng)，就不是熱力學(xué)研究的對象。系統(tǒng)以外的其它部分稱為外界。3一摩爾物質(zhì)含有的分子數(shù)：洛施密特常量阿伏伽德羅常量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，單位體積內(nèi)的分子數(shù)：宇宙現(xiàn)今的年齡約為137億年（1.6×1010年）

1年=365×24×60×60秒≈3.1×107秒

宇宙年齡（秒）：

1.37×1010×3.1×107秒≈4.9×1017秒系統(tǒng)含有大量微觀粒子是怎樣的“大”4假如有一個“超人”，他從宇宙大爆炸那一刻起與宇宙同時誕生，直到今天仍然健在，若他能夠每秒鐘數(shù)10個分子，則從他誕生時刻數(shù)到現(xiàn)今，共數(shù)的分子數(shù)是10×4.9×1017=4.9×1018個分子即在137億年中,分秒不間斷地?cái)?shù),到目前數(shù)出萬分之八點(diǎn)一摩爾。分子的物質(zhì)的量51.熱力學(xué)系統(tǒng)的分類孤立系統(tǒng)：封閉系統(tǒng)：與外界既交換物質(zhì)又交換能量的系統(tǒng)。系統(tǒng)外界的物質(zhì)、能量系統(tǒng)外界的物質(zhì)、能量系統(tǒng)外界的能量與外界既不交換物質(zhì)又不交換能量的系統(tǒng)。與外界不交換物質(zhì)但可交換能量的系統(tǒng)。開放系統(tǒng)：通常情況下，系統(tǒng)和外界之間總存在著某種形式的相互作用，包括物質(zhì)和能量的交換。根據(jù)相互作用形式，可將系統(tǒng)進(jìn)行分類。6什么是熱現(xiàn)象組成宏觀物體的大量微觀粒子(分子、原子等)不停地進(jìn)行著的無規(guī)則運(yùn)動。2.熱學(xué)的研究內(nèi)容熱學(xué)研究有關(guān)物質(zhì)的熱運(yùn)動以及熱現(xiàn)象的規(guī)律。什么是熱運(yùn)動與溫度有關(guān)的物理性質(zhì)的變化。熱現(xiàn)象：是熱運(yùn)動的宏觀表現(xiàn)。熱運(yùn)動：是熱現(xiàn)象的微觀實(shí)質(zhì)。7二、熱學(xué)的研究方法宏觀描述——熱力學(xué)方法由觀察和實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的熱現(xiàn)象規(guī)律，構(gòu)成熱現(xiàn)象的宏觀理論，叫做熱力學(xué)。熱力學(xué)系統(tǒng)不同于其他系統(tǒng)的一個特點(diǎn)是，它必須是由大量微觀粒子組成的一個整體。

針對熱力學(xué)系統(tǒng)是由大量微觀粒子組成這一個特點(diǎn)，熱學(xué)研究在方法上也有鮮明的特點(diǎn)，即有宏觀描述和微觀描述兩種方法。微觀描述——統(tǒng)計(jì)物理學(xué)方法從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)出發(fā)，即從分子、原子的運(yùn)動及它們之間的相互作用出發(fā)，用統(tǒng)計(jì)的方法研究熱現(xiàn)象的規(guī)律。這個理論叫做統(tǒng)計(jì)物理學(xué)。8熱力學(xué)對熱現(xiàn)象給出普遍和可靠的結(jié)果，并可用以驗(yàn)證微觀理論的正確性。熱力學(xué)方法的局限性不能給出決定宏觀熱現(xiàn)象的微觀實(shí)質(zhì)。只能說明描述宏觀熱現(xiàn)象物理量之間是怎樣的關(guān)系，而不能說明為什么有這樣的關(guān)系。

統(tǒng)計(jì)物理學(xué)能夠深入熱現(xiàn)象的本質(zhì)，使熱力學(xué)理論獲得更深刻的意義，給出宏觀觀測量的微觀決定因素。微觀描述方法的局限性它在數(shù)學(xué)計(jì)算遇到很大的困難，由此而作出簡化假設(shè)（微觀模型）后所得的理論結(jié)果常與實(shí)驗(yàn)不能完全符合。熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理學(xué)，在對熱現(xiàn)象的研究上，起到了相輔相成的作用。

9第一章溫度第二章氣體分子動理論的基本概念第三章