(热力学与统计力学)1z气体动理论.ppt

1第七章第七章第七章气体动理论气体动理论气体动理论 2 § § 1-1 1-1 . .热力学系统、平衡态热力学系统、平衡态热力学系统: 热力学的研究对象称为热力学系统。热平衡: 热力学系统的状态不随时间变化时处于热平衡态。§ § 1-2 1-2 . .热力学第零定律热力学第零定律当A、B分别与 C达到热平衡态时, A、B也必然达到热平衡态,热平衡的这种传递性称为热力学第零定律。温标用于衡量温度高低,有热力学温标、摄氏温标、华氏温标。 3 理想气体处于热平衡态下时,各状态参量之间的关系。 RT PV ??1 1. .什么是理想气体什么是理想气体理想气体是一种理想化的模型,它的模型有两种。宏观模型温度不太低压强不太高微观模型分子间的作用力不计分子的体积不计§ § 1-3 1-3 . .理想气体状态方程理想气体状态方程 RT m??4 两种模型是等价的, 当气体的压强较低时,气体较稀薄,分子间的距离较大,则分子间的作用力可忽略不计,且分子间的距离远远大于分子本身的线度,分子的体积也可忽略不计。 2 2. .什么是热平衡态什么是热平衡态在外界条件一定的情况下,系统内部各处均匀一致,宏观性质不随时间 t 改变。 5 例如: 在一个容器中间, 有一隔板,一边为真空, 另一边盛有气体,如果外界条件不变的情况下,气体处于热平衡态。当抽出隔板后,右边的气体向左边扩散,气体密度不均匀,气体处于非平衡态,经过一段时间后,内部均匀一致,达到新的热平衡态。隔板真空 6 二、状态参量的含义二、状态参量的含义 P从力学角度描写气体状态的物理量。—气体分子作用于单位面积的压力。 S FP?国际单位: 牛顿/米 2,N·m ?2 , 帕( Pa ) 1 Pa =1N·m ?2 , 常用单位大气压, atm : 1 atm = × 10 5 Pa 其它单位: 托, Torr 1 Torr =1mmHg= × 10 2 Pa RT m PV??7 国际单位: 米 3,m 3常用单位: 升, l 1m 3 =10 3l T : 从热学角度描写气体状态的物理量。国际单位: 绝对温标 T开, k 常用单位: 摄氏温标 t度, ℃ 15 . 273 ??tT : 摩尔数? m气体质量摩尔质量 V 气体分子活动的空间体积。对于理想气体分子大小不计,分子活动的空间体积就是容器的体积。单位:摩尔, mol 8 R1-1-k mol J 31 .8???R 1-1-k mol l atm 082 .0????R 1摩尔气体在标准状态下:000 RT VP? 0 00T VPR? 273 10 4. 22 10 013 .1 3 5?????R 273 4. 22 1lR ?? atm 或-1 -1k mol J???31 .8 -1 -1k mol l atm ????082 .0 1摩尔的气体含有 N A = × 10 23个分子。 N A称为阿弗加德罗常数。 9 ①.理想气体②.处在热平衡态理想气体状态方程适用条件 PVTR Pam 3 k · mol -1·k -1 atm lk ·l· mol -1·k -1 理想气体状态方程:单位要配套使用注意几点注意几点注意几点 RT m PV?? 10 例1:一氧气瓶盛有体积为 V 1= 30 l,压强为 P 1= 130 atm 的氧气,若压强下降到 P 2= 10 atm ,就应停止使用重新灌气,有一车间每天用掉 P 3 = 1 atm 、V 3 = 40 l 的氧气,问这瓶氧气能用几天?设使用中温度不变。解: 由理想气体状态方程: RT m PV ??原氧气瓶内质量 RT VPm ? 111?氧气瓶剩余质量每天使用氧气质量使用的天数 RT VPm ? 222? RT VPm ? 333? 3 21m mmn ??