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普通物理学第六版第五章 气体的动理论(陈策提供m)huan

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第五章气体动理论完全版-PPT精品

第五章气体动理论完全版-PPT精品
与外界没有质量交换,但有能量交换的系统,称为 封闭系统。一个装有水的铝壶（盖紧后），用火加 热。将水和壶看成一个系统，水的质量不变，但可 以从外界吸热，这时将水和壶看作一个封闭系统。
与外界既有质量交换又有能量交换的系统,称为开 放系统。一个没有盖子的装水铝壶，水被加热至沸 腾后继续加热。此时水和壶这个系统既与外界有能 量交换，又有质量的变化。水和壶这个系统成为开 放系统。
=2.7×1019(个/cm3)
13
例5-2 容器内装有质量为0.10kg的氧气，压强 为10×105Pa，温度为47℃。因为容器漏气，经过 若干时间后，压强降为原来的5/8，温度降到27℃。 问容器的容积有多大？漏去了多少氧气？（假设 氧气看作理想气体）
解：
（1） 根据理想气体的状态方程，
PV M RT Mmol
B 系统的宏观性质（P、V、T）不随时间而变化。
在微观上，组成系统的分子仍在不停地运动和变 化，只不过大量分子运动的平均效果没有变化。可 见平衡态是系统内的大量分子的热动平衡。
9
C 平衡态的概念是一个理想的概念。
实际中并不存在绝对孤立系统，也没有宏观性质 绝对不变的系统。
平衡过程 如果过程进展得十分缓慢，使所经历的一系列中 间状态都无限接近平衡态。这个过程就叫做平衡过 程。
未使用前瓶中氧气的分子个数:
N1
p1V kT
使用后瓶中氧气的分子个数: (设使用中温度保持不变)
N2

p2V kT
每天用的氧气分子个数:
Nd

pdVd kT
能用天数：DN 1N 2(p1p2)V9.6(天 )
N d
pdV d
16
例题5-4 一长金属管下端封闭,上端开口,置于压 强为po的大气中。今在封闭端加热达T1=1000K,而另 一端则达到T2=200K，设温度沿管长均匀变化。现封 闭开口端，并使管子冷却到TE=100K。计算此时管 内气体的压强(不计金属管的膨胀)。

程守洙《普通物理学》第六版第五章

程守洙《普通物理学》第六版第五章

05
电磁学基础
电场与电场强度
电场
电荷和电流在空间中激发的场，对其中运动的电荷施 加力。
电场强度
描述电场对电荷作用力的物理量，与电场中某点电荷 所受的力成正比，与该电荷的电量成正比。
电场线
表示电场中电场强度的方向和大小的假想线，始于正 电荷或无穷远，终止于负电荷或无穷远。
电势与电势差
电势
描述电场中某点电荷具有 的势能，与该点电荷的电 量和电场强度有关。
偏振片
偏振片是利用二向色性制成的光学元件，可以使自然光通过后成 为偏振光。
偏振光的产生
自然光通过偏振片后，只有与偏振片透振方向一致的光波分量才 能通过，其余分量被吸收或反射。
07
总结与展望
本章总结
主要内容回顾
1
2
介绍了波动光学的基本概念，包括光的干涉、衍 射和偏振。
3
详细讨论了干涉和衍射的原理及实验应用。
• 详细描述：熵是描述系统混乱度的物理量。在一个孤立系统中，自发过程总是 向着熵增加的方向进行，即系统的熵不会自发地减少。这是因为自发过程中， 分子运动的无序程度会增加，导致系统的熵增加。
热力学第三定律
总结词
热力学第三定律指出，绝对零度是不可能达到的，因此绝对零度也是物质的一个极限状态。
详细描述
热力学第三定律指出，绝对零度是不可能达到的。这是因为物质的微观粒子始终处于运动状态，即使 在绝对零度附近，粒子的运动速度也非常接近于零。因此，绝对零度是一个理想状态，物质只能无限 接近于这个状态而无法达到。
时间和空间不再是绝对的，而是相对的。
光速不变原理
在任何惯性参考系中，真空中的光速都是不 变的。
洛伦兹变换
描述不同惯性参考系之间的物理量之间的关 系。

大学物理《气体动理论(5学时)》课件

大学物理《气体动理论(5学时)》课件

特
(1)单一性(各处都有自己的P、V、T )；
p,V ,T
征 (2)状态性质稳定性(与时间无关)；
(3)热动平衡(不同与静力平衡)。 ( p ,V ,T )
p
否则为非平衡态系统。
oV
6/63
【A3.1.2】系统 平衡态 态参量
1 压强 p ： 力学描述
单位: 1 Pa 1 N m2
标准大气压: 45纬度海平面处, 0C 时的 大气压. 1atm 1.01105 Pa
掌 握 麦 克 斯 韦 速 率 分 布律及三种统计速率 了解波尔兹曼分布
氢气分子
vrms 1.93103 m s1
氧气分子
vrms 483m s1
22/63
【A3.11.1】麦克斯韦速率分布律
1 兰媚尔实验 实验装置
接抽气泵
2
l v vl
A
Hg
金属蒸汽 狭 缝
23/63
BC D
显 示
热学研究两种方法
研究对象 物理量 出发点
方法
优点 缺点 二者关系
宏观理论
(热力学)
热现象
宏观量 观察和实验
总结归纳 逻辑推理 普遍, 可靠 不深刻
微观理论
(统计物理学) 热现象
微观量 微观粒子
统计平均方法 力学规律 揭露本质
无法自我验证
热力学验证统计物理学, 统计物理学揭示热力学 本质
1/63
统计规律
(v)dv
3kT
N
N
m
v2 vrms
3kT m
3RT 1.73 kT
m
或
kt
1 2
mv2
3 2
kT ,
v2 3kT / m

普通物理学第六版5-2分子热运动和统计规律(陈策提供)

普通物理学第六版5-2分子热运动和统计规律(陈策提供)

∫
dN ( x ) f (x)dx = ∫ =1 N
归一化条件
为了突出小球按狭槽位置x分布的情况， 为了突出小球按狭槽位置 分布的情况，考虑到小 分布的情况 球在槽中的积累高度h代表的其实就是小球在此出 球在槽中的积累高度 代表的其实就是小球在此出 现的概率，可用f(x)代替 代替h. 现的概率，可用 代替 对某一个任意选定的球来说， 对某一个任意选定的球来说，f(x)dx也可理解为球 也可理解为球 的位置在x与 之间的概率． 的位置在 与x+dx之间的概率． 之间的概率
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的极限下， 在所有 ∆xi → 0 的极限下，直方图的轮廓变成连续 的分布曲线[图 的分布曲线 图 (d)]，上式中的增量变为微分，求 ，上式中的增量变为微分， 和变为积分： 和变为积分： dN h( x)dx dP(x) = = N ∫ h( x)dx 令
f (x) = h( x )
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3.统计方法 3.统计方法 分子热运动具有无序性与统计性， 分子热运动具有无序性与统计性，与机械运动有 本质的区别， 本质的区别，故不能简单应用力学定律来解决分子热 运动问题。必须兼顾两种特征，应用统计方法。 运动问题。必须兼顾两种特征，应用统计方法。 气体动理论中， 气体动理论中，求出大量分子的某些微观量的统 计平均值，用它来解释实验中测的宏观量， 计平均值，用它来解释实验中测的宏观量，故可从实 测的宏观量了解个别分子的真实性质。 测的宏观量了解个别分子的真实性质。 统计方法同时伴随着起伏现象。 统计方法同时伴随着起伏现象。 如对气体中某体积内的质量密度的多次测量， 如对气体中某体积内的质量密度的多次测量，各 次测量对平均值都有微小的偏差。当气体分子数很大 次测量对平均值都有微小的偏差。 起伏极微小，完全可忽略；当气体分子数较小时， 时，起伏极微小，完全可忽略；当气体分子数较小时， 起伏将与平均值可比拟，不可忽略。 起伏将与平均值可比拟，不可忽略。故统计规律只适 用于大量分子的整体。 用于大量分子的整体。

普通物理学第六版5-3气体动理论的压强公式(陈策提供)

普通物理学第六版5-3气体动理论的压强公式(陈策提供)
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压强 公式
讨论： 讨论： p ∝ n
p ∝ εt
※对容器其它面的推算结果相同 ※对一般形状的容器可证有相同结果 这是一个统计结果， ※这是一个统计结果，只有对大量的分子才有意义
三、温度的本质和统计意义
根据理想气体的压强公式和状态方程可导出 与有关微观量的关系， 宏观量温度 T 与有关微观量的关系，从而揭示温 度的微观实质。 度的微观实质。 的理想气体， 质量为 m 的理想气体，分子数为 N ，分子 则有： 质量为 m0 ，则有：m = Nm0 1 mol 气体的分子数为 0 ，则有 Mmol = N0m0 气体的分子数为N
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把它们代入理想气体状态方程
得到： 得到：
m PV = RT Mmol
波耳兹 曼常量
N R P= T V N0
令
R −23 -1 k = =1.38×10 J ⋅ K N0
P = nkT
3 εk = kT 2
2 P = nεk 3
理想气体的温度公式
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温度的统计意义 a. 温度实质（统计概念） 温度实质（统计概念） 统计平均值
3 −21 εk = kT = 2.55×10 J 2
3RT v = = 331m/s Mmol
2
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选择进入下一节 §5-0 教学基本要求 §5-1 热运动描述 理想气体模型和状态方程 §5-2 分子热运动和统计规律 §5-3 理想气体的压强和温度公式 §5-4 能量均分定理 理想气体内能 §5-5 麦克斯韦速率分布律 麦克斯韦-波尔兹曼能量分布律重力场中粒 §5-6 麦克斯韦 波尔兹曼能量分布律重力场中粒 子按高度的分布 §5-7 分子碰撞和平均自由程 §5-8 气体的输运现象 §5-9 真实气体 范德瓦尔斯方程

普通物理学第五版第6章气体动理论答案(精品课件)

普通物理学第五版第6章气体动理论答案(精品课件)
结束 目录
解：
μ gh
M gh
P = P0 e kT =P0 e RT
ln
P P0
=
Mg h RT
h=
RT Mg
ln P P0
=
8.31×273 28×10-3×9.8
ln
0.75
= 2.3km
结束 目录
6-15 求压强为1.013×105Pa、质量为 2×10-3kg、容积为1.54×10-3m3的氧气的 分子的平均平动动能。
结束 目录
解：P = ( h1 h2)d =(0.76 0.60)×1.33×105 Pa
V = 0.28×2.0×10-4 =5.6×10-4 m3
T = 273+27=300 K
M = 0.004 kg/mol
PV
=
m M
RT
m
=
M PV RT
=
0.04×0.16×1.33×105×5.6×10-4 8.31×300
提示：
2 p
01e- x2dx =0.847
2 p
0∞e- x2dx =1
结束 目录
解：(1)
v=
v0pv dN vp dN
0
=
vp 0
v
3e
vp 0
v
2e
dv v 2
v
2
p
dv v 2
v
2
p
令
x=
v vp
dv= vp dx
v
=
vp
1 0
1 0
x 3e-x
2 dx
x 2e-x 2 dx
结束 目录
6-3 一封闭的圆筒，内部被导热的不漏 气的可移动活塞隔为两部分。最初，活塞位 于筒中央，圆筒两侧的长度 l1= l2。 当两侧 各充以T1、p1，与T2、p2的相同气体后，问 平衡时活塞将在什么位置上（ 即 l1/l2 是多 少）？已知 p1=1.013×105Pa, T2= 680K, p2 = 2.026×105Pa, T2 =280K。

程守洙《普通物理学》第六版第五章

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二、分子热运动的基本特征 分子热运动的基本特征：分子的永恒运动与频繁 的相互碰撞。 分子热运动与机械运动有本质的区别。 1. 分子热运动的无序性 2. 分子热运动的统计性 平衡态的统计假设：1、平衡态时，气体分子数密度 分布均匀；2、分子沿各个方向运动的机会是均等的， 没有任何一个方向上气体分子的运动比其他方向更 占优势。
§5-9 真实气体 范德瓦耳斯方程
§5-1 热运动的描述 理想气体模型和物态方程 一、状态参量的微观解释 为了描述物体的状态，常采用一些物理量来表 示物体的有关特性，例如体积、温度、压强、密度 等，称状态参量（state parameter）。 1. 体积 V 气体分子所能到达的空间。 2. 压强 p 气体分子垂直作用于器壁单位面积上的 力，是大量气体分子与器壁碰撞的宏观 表现。 1atm =760 mmHg =1.01 5 Pa 10
解：(1)
m pV RT M
mRT 0.10 8.31 10 273 47 V Mp 0.032 10
5
8.31 10 (m )
3
3
（2）若漏气若干时间之后，压强减小到 p ，温度 降到 T 。如果用m表示容器中剩余的氧气的质量， 由状态方程得
5 3 V 0.032 8 10 8.31 10 Mp m ＝ 5 RT 8.31 10 273 47 6.67 10 (kg)
2m0vix
vix 2l1
单位时间内，该分子它们给 A1面的总冲量：
vix 2m0vix 2l1
考虑所有N个分子，单位时间内，它们给A1面的总 冲量：
vix mv m0 2 F (2m0vix ) vix 2l1 l1 l1 i 1 i 1 i 1

普通物理学第六版课后习题答案牛顿定律习题陈策提供chongpoppt课件


2-29 2-30 2-31 2-32 2-33 2-34 2-35
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习题总目录
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结束
2-1 质量为m的物体沿斜面向下滑动。 当斜面的倾角为α 时，物体正好匀速下滑。
问：当斜面的倾角增大到 β 时，物体 从高为 h 处由静止沿到底部需要多少时间？
N
fm
β mg
精品课件
结束 目录
已知：a β h m
目录习题总目录结束整理课件牛顿定律习题结束212223242526272829210211212213214215216217218219220221222223224225226227228229230231232233234235习题总目录结束整理课件mg结束目录整理课件结束目录整理课件sin2hsintgacos2hcosasinsin2hcosasinsinsincos2hcosa结束目录整理课件2260kg30结束目录整理课件609810060100100kg6060kg30结束目录整理课件0210012490520n结束目录整理课件2302530kmh结束目录整理课件303602598max结束目录整理课件24m50kg04结束目录整理课件4ms50kg044m50980204结束目录整理课件2m509804结束目录整理课件25198n2196n3392n4784n结束目录整理课件784n结束目录整理课件98aa209898109898n20196aa981098结束目录整理课件392n20392aa39298784aa20987841098结束目录整理课件26结束目录整理课件结束目录整理课件392196196ms392196588ms0785n结束目录整理课件2710kg30结束目录整理课件mgcossinsinamacosmacosmgsincossinacos684n结束目录整理课件sin结束目录整理课件2820ms15s结束目录整理课件结束目录整理课件结束目录整理课件10201515s结束目录整理课件29结束目录整理课件sintgma结束目录整理课件2101kg结束目录整理课件25ms结束目录整理课件结束目录整理课件25ms结束目录整理课件211结束目录整理课件2xglg结束目录整理课件2xglg结束目录整理课件212结束目录整理课件结束目录整理课件213结束目录整理课件2xglg结束目录整理课件结束目录整理课件结束目录整理课件214结束目录整理课件结束目录整理课件结束目录整理课件结束目录整理课件结束目录整理课件215结束目录整理课件9815245rads256245s结束目录整理课件216结束目录整理课件结束目录整理课件217结束目录整理课件结束目录结束目录整理课件218结束目录整理课件30cos30结束目录整理课件219结束目录整理课件dqdqsindqsindq结束目录整理课件结束目录整

普通物理学第六版公式大全

普通物理学第六版公式大全一、力和运动1.1 质点运动的描述！1.质点2.参考系和坐标系3.空间和时间4.运动学方程轨迹方程5.位矢6.位移7.速度（瞬时）速度：（瞬时）速率：8.加速度（瞬时）加速度：1.2 圆周运动和一般曲线运动！1.切向加速度和法向加速度自然坐标系；法向加速度处处指向曲率中心。

2.圆周运动的角量描述角速度：角加速度：3 .抛体运动的矢量描述1.3 相对运动常见力和基本力1.相对运动（伽利略）速度变换式：2.常见力重力、弹力、摩擦力、万有引力3.基本力万有引力、电磁力、强力、弱力1.4 牛顿运动定律！1.牛顿第一定律（惯性定律）2.牛顿第二定律3.牛顿第三定律（作用力和反作用定律）4.牛顿运动定律应用举例1）常力作用下的连接体问题2）变力作用下的单体问题1.5 伽利略相对性原理非惯性系惯性力1.伽利略相对性原理（力学的相对性原理）2.经典力学的时空观*3.非惯性系*4.惯性力二、运动的守恒量和守恒定律2.1 质点系的内力和外力质心质心运动定理！1.质点系的内力与外力2.质心对于N个质点组成的质点系：质心的位矢对于质量连续分布的物体：质心的位矢3.质心运动定理2.2 动量定理动量守恒定律！1.动量定理冲量：动量定理：动量定理是牛顿第二定律的积分形式。

*2. 变质量物体的运动方程 3.动量守恒定律*4.火箭飞行2.3 功能量动能定理！1.功的概念功：功率：2.能量3.动能定理动能：动能定理：2.4 保守力成对力的功势能！1.保守力保守力：重力、万有引力、弹性力以及静电力等。

非保守力：摩擦力、回旋力等。

2.成对力的功3.势能4.势能曲线2.5 质点系的功能原理机械能守恒定律！1.质点系的动能定理2.质点系的动能原理3.机械能守恒定律4.能量守恒定律*5.黑洞2.6 碰撞对心碰撞（正碰撞）1.碰撞过程系统动量守恒2.牛顿的碰撞定律恢复系数：完全弹性碰撞（1）；非弹性碰撞；完全非弹性碰撞（0）完全弹性碰撞过程，系统的机械能（动能）也守恒。

普通物理学第六版)6-2热力学第一 定律对于理想气体准静态过程的应用(陈策提供

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定义
为多方过程的摩尔热容， Cm = dQ/ dT 为多方过程的摩尔热容，则
R n −γ Cm = CV − = R 为一常数 n −1 (n −1)(γ −1)
讨论： 讨论：
n=0，Cm=Cp， n=1，Cm=∞， ∞ n=γ，Cm=0， 等压过程； 等压过程； 等温过程; 等温过程; 绝热过程； 绝热过程；
dT
=
2
R
即：理想气体的摩尔定体热容是一个只与分子自由 度有关的量。 度有关的量。 等体吸热
m QV = CV (T2 -T1 ) M mol m CV (T2 -T1 ) 适应于所有过程 ∆E = M mol
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等体内能增量
二、 等压过程 气体的摩尔定压热容
等压过程: 等压过程 系统压强在状态变化过程中始终保持不变。 系统压强在状态变化过程中始终保持不变。
T2 = 119K
因i=5,所以 v=iR/2=20.8J(mol⋅K)，可得： 所以C 所以 ，可得：
A = 941J
如氧气作等温膨胀， 如氧气作等温膨胀，气体所作的功为
V2 m 3 A= RT ln = 1.44×10 J 1 Mmol V 1
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例题6-3 两个绝热容器，体积分别是 1和V2，用一带有 两个绝热容器，体积分别是V 例题 活塞的管子连起来。打开活塞前， 活塞的管子连起来 。 打开活塞前 ， 第一个容器盛有氮 气温度为T 第二个容器盛有氩气，温度为T 气温度为 1 ；第二个容器盛有氩气，温度为 2 ，试证 打开活塞后混合气体的温度和压强分别是 m m2 1 CV T＋ CV T2 1 Mmol1 Mmol2 T= m m2 1 CV ＋ CV Mmol1 Mmol2 m2 1 m 1 p= ＋ RT V＋V2 Mmol1 Mmol2 1 式中C 分别是氮气和氩气的摩尔定体热容， 式中 v1 、 Cv2 分别是氮气和氩气的摩尔定体热容 ， m1、m2和Mmol1 、Mmol2分别是氮气和氩气的质量和 摩尔质量。 摩尔质量。
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2.统计性 2.统计性 但从大量分子的整体的角度看， 但从大量分子的整体的角度看，存在一定 的统计规律，即统计性。 的统计规律，即统计性。 例如： 例如： 在平衡态下，气体分子的空间分布（密度） 在平衡态下，气体分子的空间分布（密度） 是均匀的。（分子运动是永恒的） 是均匀的。（分子运动是永恒的） 。（分子运动是永恒的 可作假设： 可作假设：气体分子向各个方向运动的机会 是均等的， 是均等的，或者说沿各个方向运动的平均分子数 应相等且分子速度在各个方向的分量的统计平均 值也相等。 值也相等。 对大量分子体系的热平衡态，它是成立的。 对大量分子体系的热平衡态，它是成立的。
例： 气体 等温 膨胀 气体 自由 膨胀
三、理想气体的状态方程
理想气体的 p，V，T 满足 标准状态： 标准状态：
pV =C T
p0 = 1.013×10 Pa (N/m )
5 2
1atm
T0 = 273.15K V0,mol = 22.4×10−3 m3/mol
对mkg的理想气体 的理想气体
0 C
§5-1 热运动的描述 理想气体模型和状态方程
一、状态参量
1. 宏观量——状态参量 宏观量 状态参量 平衡态下描述宏观属性的相互独立的物理量。 平衡态下描述宏观属性的相互独立的物理量。 如 压强 p、体积 V、温度 T 等。 、 、 2. 微观量 描述系统内个别微观粒子特征的物理量。 描述系统内个别微观粒子特征的物理量。 如分子 的质量、 直径、速度、动量、 的质量、 直径、速度、动量、能量 等。 微观量与宏观量有一定的内在联系。 微观量与宏观量有一定的内在联系。
在标准状态下， 在标准状态下，对于同一物质气体的密度大约为 液体的1/1000。设液体分子是紧密排列的，则气体分 液体的 。设液体分子是紧密排列的， 子之间的距离大约是分子本身线度（ 子之间的距离大约是分子本身线度（10-10 m） 的 ） (1000) 1/3倍,即10倍左右。所以把气体看作是彼此相距 倍左右。 即 倍左右 很大间隔的分子集合。 很大间隔的分子集合。 在气体中,由于分子的分布相当稀疏 分子与分子间 在气体中 由于分子的分布相当稀疏,分子与分子间 由于分子的分布相当稀疏 的相互作用力,除了在碰撞的瞬间外 极其微小。 的相互作用力 除了在碰撞的瞬间外,极其微小。 除了在碰撞的瞬间外 极其微小 在连续两次碰撞之间分子所经历的路程平均为10 在连续两次碰撞之间分子所经历的路程平均为10-7 m ,而分子的平均速率很大 约为 而分子的平均速率很大,约为 而分子的平均速率很大 约为500 m/s。因此 平均大 。因此,平均大 约经过10 分子与分子碰撞一次,即在 约经过 -10s,分子与分子碰撞一次 即在 内,一个分子将 分子与分子碰撞一次 即在1s内 一个分子将 受到10 次碰撞。分子碰撞的瞬间大约是10 受到 10次碰撞。分子碰撞的瞬间大约是 -12 s,这一时 这一时 间远小于分子自由运动所经历的平均时间(10 。 间远小于分子自由运动所经历的平均时间 -10s)。因 在分子的连续两次碰撞之间,分子的运动可看作由其 此 ,在分子的连续两次碰撞之间 分子的运动可看作由其 在分子的连续两次碰撞之间 惯性支配的自由运动。 惯性支配的自由运动。
二、分子热运动的基本特征
分子热运动的基本特征是永恒的运动与频繁 的相互碰撞。它与机械运动有本质的区别， 的相互碰撞。它与机械运动有本质的区别，故不 能简单应用力学定律来解决分子热运动问题。 能简单应用力学定律来解决分子热运动问题。
1.无序性 1.无序性 某个分子的运动，是杂乱无章的，无序的； 某个分子的运动，是杂乱无章的，无序的； 各个分子之间的运动也不相同，即无序性； 各个分子之间的运动也不相同，即无序性；这正 是热运动与机械运动的本质区别。 是热运动与机械运动的本质区别。
•
I ( p1,V ,T ) 1 1
•
II ( p2 ,V2 ,T2 )
V
例题5-1 某种柴油机的气缸容积为 某种柴油机的气缸容积为0.827×10-3m3。设压 例题 × 缩前其中空气的温度47ºC，压强为 8.5×104 Pa。当活塞 。 缩前其中空气的温度 ， × 急剧上升时可把空气压缩到原体积的1/17，使压强增加 急剧上升时可把空气压缩到原体积的 ， 到4.2×106Pa，求这时空气的温度。如把柴油喷入气缸， × ，求这时空气的温度。如把柴油喷入气缸， 的情况？ 将会发生怎样 的情况？ 本题只需考虑空气的初状态和末状态， 解 : 本题只需考虑空气的初状态和末状态 ， 并且把空 气作为理想气体。 气作为理想气体。 p1V p2V2 1 = 有 T T2 1 已知 p1=8.5×104Pa, p2=4.2×106Pa,T1=320K，V1:V2=1:17 × × ， p2V2 T2 = T = 930K 1 所以 pV 1 1 这一温度已超过柴油的燃点， 这一温度已超过柴油的燃点，所以柴油喷入气缸 时就会立即燃烧，发生爆炸推动活塞作功。 时就会立即燃烧，发生爆炸推动活塞作功。
3.温度 温度
A
表征物体的冷热程度
绝热板
A、B 两体系互不影响各自 达到平衡态
初 态
B A
导热板
A、B 两体系达到共同的热 平衡状态
末 态
B C B
A
若 A 和 B、B 和 C 分别热平 、 一定热平衡。 衡，则 A 和 C 一定热平衡。 热力学第零定律） （热力学第零定律）
处在相互热平衡状态的系统拥有某一共同的宏观 物理性质，这个性质称为温度 温度. 物理性质，这个性质称为温度 温标：温度的数值表示方法。 温标：温度的数值表示方法。 华氏温标：1714年荷兰华伦海特建立，以水结冰的温 华氏温标： 年荷兰华伦海特建立， 年荷兰华伦海特建立 度为32 ，水沸腾的温度为212°F 度为 °F，水沸腾的温度为 摄氏温标：1742年瑞典天文学家摄尔修斯建立，以冰 年瑞典天文学家摄尔修斯建立， 摄氏温标： 年瑞典天文学家摄尔修斯建立 的熔点定为0 ，水的沸点定为 ，水的沸点定为100°C， 的熔点定为 °C，水的沸点定为 ， 热力学温标：与工作物质无关的温标， 热力学温标：与工作物质无关的温标，由英国的开尔 文建立， 文建立，与摄氏温度的关系为
例题5-2 容器内装有氧气，质量为 0.10kg，压强为 例题 容器内装有氧气， ， 10×105 Pa ，温度为 47°C。因为容器漏气， 经过若 × 。因为容器漏气， 。问 干时间后，压强降到原来的 5/8，温度降到 27°C。问 ，温度降到 (1)容器的容积有多大？ (2)漏去了多少氧气？ 容器的容积有多大？ 漏去了多少氧气？ 解:(1)根据理想气体状态方程， 根据理想气体状态方程，
m pV = RT Mmol
求得容器的容积 V 为
mRT −3 3 V= = 8.31×10 m Mmol p
若漏气若干时间之后， 若漏气若干时间之后，压强减小到 p′，温度降 ′ 如果用m 表示容器中剩余的氧气的质量， 到 T’。如果用 ′ 表示容器中剩余的氧气的质量， 从状态方程求得
Mmol p′V −2 m' = = 6.67 ×10 kg RT′
3.准静态过程 3.准静态过程 当热力学系统在外界影响下， 当热力学系统在外界影响下，从一个状态到另一 个状态的变化过程，称为热力学过程 简称过程 热力学过程， 过程。 个状态的变化过程，称为热力学过程，简称过程。 准静态过程 热力学过程 非静态过程 准静态过程：系统从一平衡态到另一平衡态， 准静态过程：系统从一平衡态到另一平衡态，如果过 程中所有中间态都可以近似地看作平衡态的过程。 程中所有中间态都可以近似地看作平衡态的过程。 非静态过程：系统从一平衡态到另一平衡态， 非静态过程：系统从一平衡态到另一平衡态，过程中 所有中间态为非平衡态的过程。 所有中间态为非平衡态的过程。
所以漏去的氧气的质量为
∆m = m − m' = 3.33×10 kg
−2
§5-2 分子热运动和统计规律
一、分子热运动的图像
分子热运动： 分子热运动：大量分子做 永不停息的无规则运动。 永不停息的无规则运动。
由实验可知，热现象 由实验可知， 是物质中大量分子无规则 运动的集体表现， 运动的集体表现，人们把 大量分子的无规则运动叫 做分子热运动， 做分子热运动，即所谓的 布朗运动。 布朗运动。
3.统计方法 3.统计方法 分子热运动具有无序性与统计性， 分子热运动具有无序性与统计性，与机械运动有 本质的区别， 本质的区别，故不能简单应用力学定律来解决分子热 运动问题。必须兼顾两种特征，应用统计方法。 运动问题。必须兼顾两种特征，应用统计方法。 气体动理论中， 气体动理论中，求出大量分子的某些微观量的统 计平均值，用它来解释实验中测的宏观量， 计平均值，用它来解释实验中测的宏观量，故可从实 测的宏观量了解个别分子的真实性质。 测的宏观量了解个别分子的真实性质。 统计方法同时伴随着起伏现象。 统计方法同时伴随着起伏现象。 如对气体中某体积内的质量密度的多次测量， 如对气体中某体积内的质量密度的多次测量，各 次测量对平均值都有微小的偏差。当气体分子数很大 次测量对平均值都有微小的偏差。 起伏极微小，完全可忽略；当气体分子数较小时， 时，起伏极微小，完全可忽略；当气体分子数较小时， 起伏将与平均值可比拟，不可忽略。 起伏将与平均值可比拟，不可忽略。故统计规律只适 用于大量分子的整体。 用于大量分子的整体。
ห้องสมุดไป่ตู้
T = t + 273
单位为开( ) 称为热力学温度. 单位为开(K)，称为热力学温度.
二、平衡态 准静态过程
1.热力学系统（热力学研究的对象）： 热力学系统（热力学研究的对象）： 热力学系统 大量微观粒子（分子、原子等）组成的宏观物体。 大量微观粒子（分子、原子等）组成的宏观物体。 外界：热力学系统以外的物体。 外界：热力学系统以外的物体。 系统分类（按系统与外界交换特点）： 系统分类（按系统与外界交换特点）： 孤立系统： 孤立系统：与外界既无能量又无物质交换 封闭系统： 封闭系统：与外界只有能量交换而无物质交换 开放系统： 开放系统：与外界既有能量交换又有物质交换 平衡态系统 系统分类（按系统所处状态）： 系统分类（按系统所处状态）： 非平衡态系统