热学总结及习题课

1、沈 阳 大 学教 案课程名称:热学 编写时间:2013年 8月 授课章节第一章 总结及习题课目的要求总结第一章基本概念和基本规律 重点难点思考题和习题练习一、基本概念1、宏观量与微观量宏观量：表征大量分子集体性质的物理量（如P、V、T、C等）。微观量：表征个别分子状况的物理量（如分子的大小、质量、速度等）。2、热力学过程、平衡态与平衡过程热力学过程：是系统状态经过一系列变化到另一状态的经历。平衡态：是热力学系统在不受外界影响的条件下，宏观热力学性质不随时间变化的状态，是一种热动平衡，起因于物质分子的热运动。平衡过程：热力学过程中的每一中间状态都是平衡态的热力学过程。 3、物质的微观模型 物质由

2、大数分子所组成；分子处于不停的热运动中；分子间存在吸引力与排斥力。 4、理想气体微观模型 分子本身的线度比起分子之间的距离小得多而可忽略不计； 除碰撞的瞬间外，分子间互作用力可忽略不计； 处于平衡态的理想气体，分子之间及分子与器壁间的碰撞是完全弹性的。5、温度 宏观上，互为热平衡的物体所具有的共同特征。微观上，温度是平衡态系统的微观粒子热运动程度强弱的量度。分子平均平动动能与温度的关系 温标：温度的数值表示法。6、理想气体压强 大数分子碰撞在单位面积器壁上的平均冲击力 二、基本规律1、理想气体状态方程理想气体在任一平衡态下，各状态参量之间的函数关系:2、气体压强与温度的关系 3、范德瓦尔斯方程

3、 在理想气体方程基础上修正：分子固有体积修正分子吸引力修正。 气体 质量为m的气体 讨论题：【14】人坐在橡皮艇里，艇浸入水中一定深度。到夜晚温度降低了，但大气压强不变，问艇浸入水中深度将怎样变化？答：问题的关键是橡皮艇是有弹性的。由于橡皮的弹性使艇的线度可变,从而维持橡皮艇内气体的压强始终和大气压强相等。由可知,在不变时与成正比。夜晚时由于温度降低而减小。橡皮艇水平截面积缩小，而浮力不变,故吃水深度增加。当然一般橡皮艇内气体的压强要比大气压强大一些，情况更复杂。【112】腌菜时，发现腌莱缸出现了水，菜变咸。这是什么现象？ 答：这是渗透作用的结果。组成盐的离子透过菜的外表皮(这是一种半透膜)从

4、菜的外面渗透到菜的内部；同时组成水的离子又从菜的里面渗透到菜的外面，这时菜变咸,腌莱缸里出现了水。【119】一辆高速运动卡车突然刹车停下，试问卡车上的氧气瓶静止下来后，瓶中氧气的压强和温度将如何变化?答：温度应该上升。因为高速运动的氧气瓶中的分子是在杂乱无章运动的基础上附加上x方向定向运动速度。氧气瓶静止下来后，气体分子与氧气瓶发生碰撞，高速的x方向定向运动动能通过分子之间的频繁碰撞逐步平均分配到y、z方向的热运动动能上去，所以温度上升。【120】加速器中粒子的温度是否随粒子速度增加而升高的？答：粒子的平均动能增加，但粒子温度不变。分子（或粒子）系统的温度是处于平衡态的群体的杂乱无章运动的平均

5、动能大小的度量。加速器只能加速粒子的定向运动动能,不能增加热运动动能,所以在加速过程中粒子的温度是不变的。习题：【163】解：温度上升，器壁原来吸附的分子有足够大的能量克服引力而释放，真空系统压强相应增加。设烘烤前后压强、温度分别为 【167】 解： 【1613】解：视正方形槽为二维系统，边长为，某 球速度为（1）单位时间与单位长度边碰球数（2）按气体分子运动论的观点 ，小球碰撞可视为微观运动的模拟 = 注意：（a）其中单位面积（体积模拟）小球数（b）依题意 （3）补充习题：【1】 定体气体温度计的测温气泡放入水的三相点管的槽内时，气体的压强为，（1）用此温度计测量373.15K温度时，气体的压强是多大？（2）当气体的压强为时，待测温度是多少？ 解：（1） （2） 注意：水的三相点 冰点 【2】 一氢气球在200C充气后，压强为1.2atm，半径为1.5m。到夜晚时，温度降为100C，气球半径缩小为1.4m，氢气