热学 第一章温度幻灯片.ppt
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1、热学 第一章温度第1页,共18页,编辑于2022年,星期日概概 述述一、热学研究内容及对象一、热学研究内容及对象2.2.对象:热力学系统对象:热力学系统(宏观大物体)宏观大物体)对象的特征:大量无规运动的粒子组成对象的特征:大量无规运动的粒子组成1.1.内容:与热现象有关的性质和规律内容:与热现象有关的性质和规律 热现象热现象是物质中大量分子无规则运动的集体表现。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大量分子的无规则运动称为热运动。热运动。以阿佛加德罗常数以阿佛加德罗常数NA=61023计。计。第2页,共18页,编辑于2022年,星期日地球上地球上全部大气全部大气约有约
2、有1044个分子个分子一个人一个人每次呼吸气体每次呼吸气体大约是大约是1022个分子个分子超人超人与宇宙同时出生与宇宙同时出生(150亿年前亿年前)每秒数每秒数10个分子个分子数到现在才数了数到现在才数了第3页,共18页,编辑于2022年,星期日宏观法与微观法相辅相成宏观法与微观法相辅相成、相互补充相互补充。二、热学的研究方法:二、热学的研究方法:1.1.宏观描述法宏观描述法-热力学。热力学。大量的实验事实大量的实验事实逻辑推理逻辑推理热现象的宏观理论热现象的宏观理论优点:普遍、可靠。优点:普遍、可靠。缺点:未揭示微观本质。缺点:未揭示微观本质。2.2.微观描述法微观描述法-统计力学统计力学
3、(初级理论称为(初级理论称为气体动理论气体动理论)物质的微观结构物质的微观结构 +统计方法统计方法 宏观的热学规律宏观的热学规律优点:揭示了热现象的微观本质。优点:揭示了热现象的微观本质。缺点:可靠性、普遍性差。缺点:可靠性、普遍性差。第4页,共18页,编辑于2022年,星期日 宏观量与微观量宏观量与微观量 对热力学系统的两种描述方法:对热力学系统的两种描述方法:1.宏观量宏观量 从整体上描述系统的状态量,从整体上描述系统的状态量,一般可以直接测量一般可以直接测量。如如 M、V、E 、P、T等等2.微观量微观量 描述系统内微观粒子运动状态的物理量。如分描述系统内微观粒子运动状态的物理量。如分子
4、的质量子的质量m、直径、直径 d、速度、速度 v、动量、动量 p、能量、能量 等。等。不能被我们的感官直接观察到,也不能直接不能被我们的感官直接观察到,也不能直接测量。测量。第5页,共18页,编辑于2022年,星期日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。例例如如:气气体体的的压压强强是是大大量量分分子子撞撞击击器器壁壁的的平平均均效效果果,它它与与大大量量分分子子对对器器壁壁的的冲冲力力的的平均值有关。平均值有关。宏观量总是相应微观量的统计平均值宏观量总是相应微观量的统计平均值第6页,共18页,编辑于2022年,星期日第一章第一章 温度和气体动理论温度和气体动理论1.2
5、 理想气体压强公式理想气体压强公式1.3 温度的微观意义温度的微观意义1.4 能量均分定理能量均分定理1.5 麦克斯韦速率分布率麦克斯韦速率分布率1.6 气体分子的平均自由程气体分子的平均自由程1.1 平衡态和理想气体状态方程平衡态和理想气体状态方程第7页,共18页,编辑于2022年,星期日 在不受外界影响的条件下,系统的宏观性质不随时间改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,称为变的状态,称为平衡态平衡态。1.1 平衡态和理想气体状态方程平衡态和理想气体状态方程动动态态平平衡衡:平平衡衡态态下下,组组成成系系统统的的大大量量分分子子仍仍在在不不停停的的运运动动,只只不不过
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