大学物理 热血绪论 13页

热学（ThermalPhysics）一、研究对象1.热现象与热运动(Heatphenomenaorthermaleffect)∑与温度有关的物理性质的变化统称为热现象。微观：热现象是物质中大量分子无规则运动的集体表现。∑大量分子的无规则运动称为热运动。它是一种基本的运动形式。热现象是组成物体的粒子热运动的结果。∑热运动是一种基本的运动可以与其他运动形式（机械运动、电磁运动…）有区别又可相互转化。\n∑热运动的特点：个体：无规律总体：存在确定的统计规律2热学的研究对象热学是研究与热现象、热运动有关的规律的科学。\n二、热学的研究方法：∑宏观法最基本的实验规律→逻辑推理(运用数学)------称为热力学。热现象的宏观理论。可靠、普遍。∑微观法物质的微观结构+统计方法------称为统计力学热现象的微观理论。其初级理论称为气体分子运动论(气体动理论)揭示了热现象的微观本质。宏观法与微观法相辅相成。\n三宏观和微观1.热力学系统与外界热力学系统(system)：要研究的相对较大的能系统被感官所察觉的物体。热力学研究的对象.外界(surroudings)：热力学系统以外的物体。Boundary:\n系统分类：1)孤立系统(Isolatedsystem)：与外界无相互作用，无物质、能量的交换。2)封闭系统(closedsystem)：系统与外界有能量的交换，无物质的交换。3)开放系统(anopensystem)：系统与外界即有物质的交换又有能量的交换。\n2宏观量与微观量1)宏观量（macroscopicquantity）宏观描述：对一个系统从整体上描述的方法。宏观量：宏观描述中用到的表征系统状态和属性的物理量可用仪器直接测量，可被人的感官察觉。M、V、E、P、T2)微观量(microscopicquantity)微观描述：通过对微观粒子运动状态的说明而对系统的状态加以描述的方法。微观量：描述系统内微观粒子的运动状态所用的物理量。如分子的质量m、直径d、速度、动量、能量ε等。不能直接测量，不能被人的感官察觉。宏观量是微观量的统计平均值。\n四平衡态、状态参量1.平衡态汽AB水平衡态：在不受外界影响的条件下，系统的宏观性质不随时间改变的状态。平衡态是一个理想化模型我们主要研究平衡态的热学规律。\n动态平衡处在平衡态的大量分子仍在作热运动，而且因为碰撞，每个分子的速度经常在变，但是系统的宏观量不随时间改变。这称为动态平衡。粒子数是宏观量箱子假想分成两相同体积的部分，达到平衡时，两侧粒子有的穿越界线，但两侧粒子数相同。\n涨落处在平衡态的系统的宏观量，如压强P，不随时间改变，但不能保证任何时刻大量分子撞击器壁的情况完全一样，这称为涨落现象，分子数越多，涨落就越小。上例中两侧粒子数不可能严格相同，这里的偏差也就是涨落。\n2.平衡态的状态参量状态参量：描述系统状态的量。气体状态参量F体积VF压强P单位：帕斯卡（Pa）1atm=1.01325×105Pa=76cmHgF温度T反映物质分子运动的剧烈程度。热力学温度T（K）摄氏温度t(℃)T=t+273.15\n温度（自学）温度的概念热力学第零定律热力学温度T(K)与摄氏温度t（℃)的关系\n3.1.3理想气体状态方程对于理想气体mPV=RTµR=8.31J/mol•K普适气体常量m：气体质量µ:摩尔质量PV=νRTν:摩尔数Nν=NAN:气体分子总个数\nPV=νRTNPV=RTNAR−23k==1.38×10J/K玻耳兹曼常数NANPV=NkTP=kTVP=nkTNn=气体分子的数密度V单位体积内的分子数。