大学物理热学总结.doc

注:难免有疏漏和不足之处,仅供参考。教材版本:高等教育出版社《大学物理学》热力学基础1、体积、压强和温度是描述气体宏观性质的三个状态参量。①温度:表征系统热平衡时宏观状态的物理量。摄氏温标,t表示,单位摄氏度(℃)。热力学温标,即开尔文温标,T表示,单位开尔文,简称开(K)。热力学温标的刻度单位与摄氏温标相同,他们之间的换算关系:T/K=℃+t温度没有上限,却有下限,即热力学温标的绝对零度。温度可以无限接近0K,但永远不能达到0K。②压强:气体作用在容器壁单位面积上指向器壁的垂直作用力。单位帕斯卡,简称帕(Pa)。其他:标准大气压(atm)、毫米***高(mmHg)。1atm=×105Pa=760mmHg③体积:气体分子运动时所能到达的空间。单位立方米(m3)、升(L)2、热力学第零定律:如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡,则这两个系统也必处于热平衡。该定律表明:处于同一热平衡状态的所有热力学系统都具有一个共同的宏观特征,这一特征可以用一个状态参量来表示,这个状态参量既是温度。3、平衡态:对于一个孤立系统(与外界不发生任何物质和能量的交换)而言,如果宏观性质在经过充分长的时间后保持不变,也就是系统的状态参量不再岁时间改变,则此时系统所处的状态称平衡态。通常用p—V图上的一个点表示一个平衡态。(理想概念)4、热力学过程:系统状态发生变化的整个历程,简称过程。可分为:①准静态过程:过程中的每个中间态都无限接近于平衡态,是实际过程进行的无限缓慢的极限情况,可用p—V图上一条曲线表示。②非准静态过程:中间状态为非平衡态的过程。5、理想气体状态方程:一定质量的气体处于平衡态时,,即气体的状态方程。理想气体p、V、T关系状态方称,设质量m,摩尔质量M的理想气体达标准状态,有令,则有理想气体状体方程式中,为摩尔气体常量。设一定理想气体的分子质量为m0,分子数为N,并以NA表示阿伏伽德罗常数,可得令k=R/NA=×10-23J·K-1,令n=N/V为单位体积分子数,即分子数密度,则有6、热力学第一定律:Q表示相同与外界交换的热量,W表示系统对外界所做的功,△E表示内能的增量。相应的符号规定:系统吸热时Q>0,放热时Q<0.;系统对外做功时,W>0,外界对系统做功时,W<0; 系统内能增加时△E>0,内能减少时,△E<0。既有上式表明,系统从外界吸收的热量,一部分用于增加自身的内能,另一部分用于对外做功,在状态变化过程中能量守恒。对于微小过程而言,表达式可改写成:(系统经历的过程必须为准静态过程)。热力学第一定律还可以表述为:不可能制造出第一类永动机。7、准静态过程中的热量、功、内能:①准静态过程中的功:系统对外所做的功在数值上p-V曲线下的面积。W=(适用于任何准静态过程),当V>V时,气体膨胀,系统对外做功,W>0;当V<V时,气体被压缩,外界对气体做功,W<0;②准静态过程中的热量:为系统在该过程中的热容,单位为J·K-:单位质量的热容,记作c,单位J·K-1·kg-1。设系统的质量为m,,摩尔质量M的系统,在某一微过程中吸收的热量为当温度从T升值T时,其吸收的热量为,式中为物质的量,称为摩尔热容,单位J·mol-1·K-1,其定义式:,对微小过