高中物理競賽課件：熱學-氣體動理論

基本概念系統(tǒng):在熱學中,具體研究某一現(xiàn)象時,總是認定一個或組物體作為研究對象外界:系統(tǒng)以外的通稱外界宏觀描述:對一個系統(tǒng)的狀態(tài)從整體上加以描述的方法宏觀量:宏觀描述所用的表征系統(tǒng)狀態(tài)和屬性的物理量。氣體的成分,體積,壓強,溫度等微觀描述:通過對微觀粒子的運動狀態(tài)的說明達到對系統(tǒng)的狀態(tài)加以描述的方法。微觀量:描述一個微觀粒子運動狀態(tài)的物理量。例如:分子質量,速度,能量等基本概念1統(tǒng)計平均:大量微觀粒子的微觀量在足夠長的時間內(nèi)的平均值漲落:微觀粒子的集體表現(xiàn)圍繞某一平均值的上下波動根據(jù)描述方法的不同熱學分為兩門學科1.熱力學:用宏觀描述方法,根據(jù)實驗規(guī)律來研究系統(tǒng)的熱學性質。(熱力學隨18世紀工業(yè)革命開始,形成于19世紀中葉)熱力學第一定理:由作功和傳熱對系統(tǒng)提供能量使系統(tǒng)的內(nèi)能增加。第一類永動機是不能實現(xiàn)的熱力學第二定律:不存在這樣一種循環(huán),只從單一熱源吸收熱量并全部轉變?yōu)楣?或者說,熱量不可能自動的從低溫物體傳向高溫物體。第二類永動機是不能實現(xiàn)的20700統(tǒng)計平均:大量微觀粒子的微觀量在足夠長的時間內(nèi)的平2熱力學第三定律:不可能通過有限次手續(xù)使一個物體的溫度降低到絕對零度。(Tmn=0.005K)2統(tǒng)計物理:從物質微觀結構出發(fā),按照每個粒子遵循的力學規(guī)律,用統(tǒng)計的方法描述系統(tǒng)的宏觀熱學規(guī)律。開始于19世紀中葉的麥克斯韋的氣體分子運動理論研究。量子力學建立后,經(jīng)愛因斯坦等人發(fā)展成量子統(tǒng)計力學。這熱力學第三定律:不可能通過有限次手續(xù)使一個物體的3汗回此汗回此4§5-1熱運動的描述理想氣體模型和狀態(tài)方程、狀態(tài)參量1.宏觀量—狀態(tài)參量平衡態(tài)下描述宏觀屬性的相互獨立的物理量。如壓強p、體積V、溫度T等(1)系統(tǒng)的壓強p(pressure),表示氣體作用于容器器壁單位面積上的垂直壓力的大小。2)系統(tǒng)的體積V(volume),表示系統(tǒng)中氣體分子所能到達的空間的體積汗回此§5-1熱運動的描述52.微觀量描述系統(tǒng)內(nèi)個別微觀粒子特征的物理量如分子的質量、直徑、速度、動量、能量等。微觀量與宏觀量有一定的內(nèi)在聯(lián)系。汗回此2.微觀量63溫度表征物體的冷熱程度A絕熱板>A、B兩體系互不影響各自初態(tài)末態(tài)達到平衡態(tài)A導熱板>A、B兩體系達到共同的熱平衡狀態(tài)若A和B、B和C分別熱平衡,則A和C一定熱平衡(熱力學第零定律)汗回寓3溫度表征物體的冷熱程度7處在相互熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)擁有某一共同的宏觀物理性質,這個性質稱為溫度。溫標:溫度的數(shù)值表示方法。華氏溫標:1714年荷蘭華倫海特建立,以水結冰的溫度為32F,水沸騰的溫度為212F攝氏溫標:1742年瑞典天文學家攝爾修斯建立,以冰的熔點定為0°C,水的沸點定為100C熱力學溫標:與工作物質無關的溫標,由英國的開爾文建立,與攝氏溫度的數(shù)值關系為T/K=t/°C+273單位為K(開),稱為熱力學溫度。汗回此處在相互熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)擁有某一共同的宏觀8、平衡態(tài)準靜態(tài)過程1熱力學系統(tǒng)(熱力學研究的對象)大量微觀粒子(分子、原子等)組成的宏觀物體外界:熱力學系統(tǒng)以外的物體。系統(tǒng)分類(按系統(tǒng)與外界交換特點):孤立系統(tǒng):與外界既無能量又無物質交換封閉系統(tǒng):與外界只有能量交換而無物質交換開放系統(tǒng):與外界既有能量交換又有物質交換平衡態(tài)系統(tǒng)系統(tǒng)分類(按系統(tǒng)所處狀態(tài))非平衡態(tài)系統(tǒng)汗回此、平衡態(tài)準靜態(tài)過程92.平衡態(tài)平衡態(tài):在不受外界影響的條件下,系統(tǒng)宏觀性質均勻一致、不隨時間變化的狀態(tài)。氣體狀態(tài)(pVT)就是指平衡態(tài)。狀態(tài)1到狀態(tài)2是一個狀態(tài)變化的過程。若此過程足夠緩慢,這個過程中每一狀態(tài)都可近似看作平衡態(tài)。平衡條件:(1)系統(tǒng)與外界在宏觀上無能量和物質的交換,(2)系統(tǒng)的宏觀性質不隨時間改變非平衡態(tài):不具備兩個平衡條件之一的系統(tǒng)。汗回此2.平衡態(tài)10高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論11高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論12高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論13高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論14高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論15高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論16高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論17高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論18高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論19高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論20高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論21高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論22高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論23高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論24高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論25高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論26高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論27高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論28高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論29高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論30高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論31高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論32高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論33高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論34高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論35高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論36高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論37高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論38高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理論39高中物理競賽ppt課件：熱學-氣體動理