课件热学总复习

1、力学平衡条件、热学平衡条件、化学平衡条件1. 宏观描述方法和微观描述方法2. 热力学系统的平衡态热力学是热物理学的宏观理论,而统计物理学则是热物理学的微观理论 在不受外界条件的影响下,经过足够长时间后系统必将达到一个宏观上看来不随时间变化的状态,这才是平衡态.无 热流与粒子流第一章 导 论3.热力学第零定律和温标 热力学第零定律的物理意义：互为热平衡的物体之间必存在一个相同的特征(它们的温度是相同的) 。 温标是温度的数值表示法 建立经验温标的三个要素摄氏温标、理想气体温标和热力学温标4、物态方程处于平衡态的某种物质的热力学参量(如压强、体积、温度)之间所满足的函数关系称为这种物质的物态方程,

2、或称状态方程 。理想气体物态方程 5、物质的微观模型 理想气体微观模型 洛希密脱常量 6、理想气体微观描述的初级理论 单位时间内碰在单位面积器壁上的平均分子数 理想气体压强公式 理想气体分子热运动平均平动动能公式 温度的微观意义温度是平衡态系统中的微观粒子热运动剧烈程度的量度.1、 概率分布函数 f(x): x处的概率密度 （ x附近的单位区间内的概率）离散变量xi连续变量x , x-x+dx区间2 、 平均值离散变量xi连续变量x第二章 分子动力学理论的平衡态理论3.麦克斯韦速率分布 分子的速率介于vv+dv的概率7 三种统计速率 （1）、最概然速率得在一定温度下,气体分布在最概然速率 附近

3、单位速 率间隔内的相对分子数最多 .物理意义与 f(v)极大值相对应的速率。 * 麦克斯韦速率分布曲线出现极大值的点的轨迹即这是一条双曲线的方程f(v)f(vp3)vvpf(vp1)f(vp2)T1T3T2思考：T 一 定，m2 m 1, 速率分布曲线如何？（2） 平均速率 讨论分子的速率分布时用 讨论分子碰撞问题时用（3）方均根速率 讨论分子平均平动动能时用4、麦克斯韦速度分布 分子的速度分量介于vivi+dvi的概率有N 个粒子，其速率分布函数为(1) 作速率分布曲线并求常数 a(2) 速率大于v0 和速率小于v0 的粒子数解例求(1) 由归一化条件得O(2) 因为速率分布曲线下的面积代表

4、一定速率区间内的分子与总分子数的比率，所以因此， vv0 的分子数为 ( 2N/3 )同理 vv0 的分子数为 ( N/3 )的分子数与总分子数的比率为O5、能量均分定理 自由度与自由度数 单原子分子：平均总动能=平均平动动能i = 3对刚性线性双原子分子：055 处于温度为T的平衡态的气体中, 分子热运动动能平均分配到每一个分子的每一个自由度上， 每一个分子的每一个自由度的平均动能都是kT/2。第三章 输运现象与分子动力学理论的非平衡态理论当气体处于非平衡状态下，气体内部或者各部分的温度不相等，或者各部分的质量不相等，或者气体各层流速不同，或者这三者同时存在。在这些非平衡状态下，气体内部将有

5、能量、质量或动量从一个部分向另一个部分定向迁移。这种由非平衡态向平衡态的变化过程就是气体的输运过程。三种输运现象1. 当气体各层流速不均匀时将发生黏性现象。3. 当气体内部温度不均匀时发生热传导现象。2. 当气体内分子数密度不均时发生扩散现象。输运过程三个宏观规律的比较碰撞截面2ddn分子间平均碰撞频率气体输运系数 气体分子平均自由程 常压下：dL 稀薄气体中的输运过程 极稀薄气体的输运过程特点,与常压下完全不同, , k 与P成正比。求：注意数量极解：T = 273K、 p = 1atm（标准状态）例O2，d 3.610-10m，已知：练习1理想气体等压膨胀时，分子平均自由程与温度的关系为（

6、 ）A.B.C.D.C在等容过程中，平均自由程随温度的变化关系为（ ） A. B C.D. 与T无关D第四章 热力学第一定律1、可逆和不可逆过程 只有无耗散的准静态过程才是可逆过程 2、 功和热量 3、热力学第一定律 热机 热机对外做的功热机从高温热源吸收的总热量热机向低温热源释放的总热量 焦耳汤姆逊效应与制冷机焦耳汤姆逊效应,也称为节流效应,是指在绝热条件下,高压气体经过多孔塞(或者小孔、通经很小的阀门、毛细管等)流到低压一边的流动过程 。节流过程是不可逆过程,因为它所经历的任何一个状态都不是平衡态. Op123V解 1): 1 2 例 1mol 双原子分子理想气体经过如图的过程，其中1 2 为直线过程 、2 3 为绝热过程、3 1 为等温过程.已知 T1, T2 = 2T1 , V3 = 8V1 .求：1）各过程的功、热量和内能变化；2）此循环热机效率.2 33 1Op123V2）第五章 热力学第二定律与熵1、热力学第二定律的表述及其实质 实质: 一切与热相联系的自然现象中它们自发地实现的过程都是不可逆的 。2、卡诺定理 3、熵与熵增加原理 熵变的计