第一节课 热学导论

a. 玻意耳—马略特定律
m、T一定 b. 查里定律 m、V一定 c. 盖—吕萨克定律 P/T=常数 PV=常数
m、P一定
d. 阿佛加德罗定律：
V/T=常数
在同T同P下，1mol任何气体所占体积都相同。
普 通 物 理－－热 学
理想气体物态方程
P1V1 T1
等温
P2’ V2T1
等体
P2V2T2
' p1V1 p 2V 2
参考书目
课程教材：
1. 秦允豪，《热学》（第二版），高等教育出版社，2006
参考教材：
1. 赵凯华等，《热学》，高等教育出版社，2005
2. 包科达, 《热物理学基础》，高等教育出版社，2001
3. 李椿等，《热学》，高等教育出版社，2004
学习资料：
1. 费曼，《费曼物理学讲义》，上海科技出版社，2004 2. 别莱利曼，《趣味物理学》，湖南教育出版，1999
6.67 10 2 (kg )
m m m' 0.10 6.67 10 2 3.33 10 2 ( kg )
普 通 物 理－－热 学
§1.4 温度与温度计
1.4.1 温度
中学给出的定义：温度是表示物体冷热程度的物理量。
要建立科学定义，需随着对热运动本质的理解逐步深入。 1.4.2 热力学第零定律
普 通 物 理－－热 学
从十八世纪开始，热 机发展极大的促进了热 学的发展。
瓦 特 早期蒸汽机
普 通 物 理－－热 学
燃油发动机的出现更 是促进了现代交通的发 展。
早期燃油发动机
普 通 物 理－－热 学
热学的发展
十九世纪，随着气体分子运动论的发展使人们对物质的 认识从宏观领域进入到微观领域。从而开辟了新的科学部

我国殷商时期
五行学说：金、木、水、 火、土是构成世界万物的五种基本元素， 称为五行。中国古代提出的元气说，就认 为热（火） 是物质元气聚散变化的表现。
3
从钻木取火到商周的青铜器
伽利略温度计 16世纪 (明)
4
清 初
瓦特早期蒸汽机
5
6
1807年
嘉庆12年
7
1823年
道光3年
8
1892年
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三、热力学温标 1. 热力学温标是建立在第二定律基 础上，不 依赖于任何物质的特性 的温标。 2. 热力学温度国际单位为“开尔 文”，简称开.记为K 3. 可证明在理想气体温标有效范围 内，热力学温标与理想气体温标 完全一致。 不依赖于测温物质和测温属性的温标
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开尔文
四、摄氏温标、华氏温标与兰氏温标
V＝V0 1 p t

m，p一定
m,V 一定
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p p0 1 V t
二、理想气体物态方程
p1V1 p2V2 常量 T1 T2
令1mol气体的常量为R
pVm RT R＝8.31 Jmol 1K 1
若气体的物质的量为
普适气体 常量
与热力学温度 的关系
T=T
通用 情况 国际 通用
热力学温度 K
摄氏温标 华氏温标
C F
t
tF - 459.67 0
32.00 32.02
t T 273 .15 100.00 0 C K t 9 T 459 .67 英美 212.00 0 F 5 K 等国
兰氏温标 R TR
491.67 491.69 67初步知识 • 液体、固体、相变等物性学

设T = Ttr = 273.16 K时 , p = ptr
图1.2 定体气体温度计
pV0 T( p ) = = ap νR
T = Ttr = 273.16 K时 , p = ptr
p T ( p) = × 273.16K ptr
理想气体温标 分度公式
∴a = 273.16
p 令ptr → 0， T = 273.16 lim ptr → 0 p tr
定体气体温度计： 定体气体温度计：
标准温度固定点（1954年国际规定） 年国际规定） 标准温度固定点（ 年国际规定 水的三相点：水，冰和水蒸汽共存 水的三相点： 时的平衡态温度。 时的平衡态温度。Ttr ＝ 273.16 K 分度： 分度： 由理想气体定律知 T( p )= pV0 / νR =ap（1.1） （ ）
p,V ,T
§1.4 温度与温度计
热物理学中最核心的概念是温度和热量。 热物理学中最核心的概念是温度和热量。 温度 温度是表示物体冷热程度的物理量。 温度是表示物体冷热程度的物理量。 是表示物体冷热程度的物理量 一、热力学第零定律 1. 热交换：传热但不交换粒子 热交换： 2. 热平衡：两个系统在热交换的条件下会达到 热平衡： 一个共同的平衡态，称为热平衡。 一个共同的平衡态，称为热平衡。
研究系统变化时，不能只考虑系统的内部， 研究系统变化时，不能只考虑系统的内部，有时更要 注意外界所受的影响， 注意外界所受的影响，从这一角度考虑问题往往更易得到 解决方法。 解决方法。
说明： 说明： 1）根据系统与外界相互关系的不同，可对系统进 根据系统与外界相互关系的不同， 根据系统与外界相互关系的不同 行分类： 行分类：
物理意义： 物理意义：
温度的定义： 1. 温度的定义：处于同一热平衡的热力学系统具有共同的 宏观性质，表征这一性质的物理量称为温度。 宏观性质，表征这一性质的物理量称为温度。

2009-至今 华中科技大学物理学院 副教授
研究方向 生物大精分选子课件相互作用
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精选课件
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为纯科学呼吁（1883年8月15日）
我时常被问及这样的问题：纯科学与应用科学 究竟哪个对世界更重要。为了应用科学，科学 本身必须存在。假如我们停止科学的进步而只 留意科学的应用，我们很快就会退化成中国人 那样，多少代人以来他们都没有什么进步，因 为他们只满足于科学的应用，却从来没有追问 过他们所做事情中的原理。这些原理就构成了 纯科学。中国人知道火药的应用已经若干世纪， 如果他们用正确的方法探索其特殊应用的原理， 他们就会在获得众多应用的同时发展出化学， 甚至物理学。因为只满足于火药能爆炸的事实， 而没有寻根问底，中国人已经远远落后于世界 的进步。我们现在只是将这个所有民族中最古 老、人口最多的民族当成野蛮人。
对于定容温度计，同样可以得到
T(V )
100
0 1 0
精选课件
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三. 几个与物态方程有关的名词
气体的体膨胀系数α
V
V0 T0
(t
273.15)
V0(1
t )
气体的压强系数β
2. 国际温标
1990年国际温标规定以热力学温标为基本 温标。热力学温度用T表示,单位K 摄氏温度 t=T-273.15
精选课件
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1-4 理想气体状态方程 一、物态方程
把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 关系称为该物质的物态方程或称状态方程。
平衡态
T T( p, V) 或 f( p, V, T) 0
体是冷还是热，就看它
所含热质是多还是少精。选课件
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引言 0—3 热学发展简史(二)