平衡態(tài)理想氣體物態(tài)方程省公開課一等獎(jiǎng)全國(guó)示范課微課金獎(jiǎng)?wù)n件VIP

第十章

波動(dòng)MECHANICALWAVES氣體動(dòng)理論第十二章12-1平衡態(tài)理想氣體物態(tài)方程熱力學(xué)第零定律1第1頁(yè)本節(jié)內(nèi)容概要本節(jié)教學(xué)要求了解平衡態(tài)、準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程、平衡過(guò)程和理想氣體等概念。了解氣體物態(tài)參量和理想氣體物態(tài)方程，會(huì)用物態(tài)方程求解理想氣體物態(tài)參量。

了解熱力學(xué)第零定律物理意義。

熱學(xué)幾個(gè)基本概念理想氣體物態(tài)方程熱力學(xué)第零定律2第2頁(yè)(一)氣體物態(tài)參量(宏觀量)

1壓強(qiáng)：

力學(xué)描述單位:標(biāo)準(zhǔn)大氣壓:緯度海平面處,時(shí)大氣壓。2

體積:

幾何描述單位:一熱學(xué)幾個(gè)基本概念3第3頁(yè)

3

溫度:熱學(xué)描述單位：特點(diǎn)：(1)熱學(xué)中特有物理量；(2)狀態(tài)參量。本質(zhì)：組成物體大量分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)猛烈程度表現(xiàn)。注意：T與t，K與℃4第4頁(yè)一組態(tài)參量一個(gè)平衡態(tài)描述對(duì)應(yīng)（二）平衡態(tài)

不受外界影響條件下，系統(tǒng)宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間改變狀態(tài)。

熱動(dòng)平衡（有別于力學(xué)平衡）一定條件下對(duì)實(shí)際情況概括和抽象可用狀態(tài)參量描述特點(diǎn)5第5頁(yè)平衡態(tài)在狀態(tài)圖上表示狀態(tài)圖：p－V圖、p－T圖、V－T圖

狀態(tài)1（p1,V1,T1）狀態(tài)2（p2,V2,T2）一個(gè)點(diǎn)代表一個(gè)平衡態(tài)

平衡態(tài)下狀態(tài)參量不隨時(shí)間改變6第6頁(yè)討論：取一金屬桿，使其一端與沸水接觸，另一端與冰接觸。當(dāng)沸水和冰溫度維持不變時(shí)，桿溫度即使不一樣，但將不隨時(shí)間改變。這時(shí)金屬桿是否處于平衡態(tài)？為何？7第7頁(yè)平衡態(tài)與穩(wěn)定態(tài)平衡態(tài)T1T1熱庫(kù)（恒溫）系統(tǒng)穩(wěn)定態(tài)T2熱庫(kù)熱庫(kù)T1（恒溫）（恒溫）系統(tǒng)平衡態(tài)：(1)單一性(p，

T處處相等)；(2)物態(tài)穩(wěn)定性——與時(shí)間無(wú)關(guān)；(3)自發(fā)過(guò)程終點(diǎn)。8第8頁(yè)（提醒：受外界影響，不處于平衡態(tài)，處于穩(wěn)定態(tài)）討論：取一金屬桿，使其一端與沸水接觸，另一端與冰接觸。當(dāng)沸水和冰溫度維持不變時(shí)，桿溫度即使不一樣，但將不隨時(shí)間改變。這時(shí)金屬桿是否處于平衡態(tài)？為何？9第9頁(yè)（三）準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程熱力學(xué)過(guò)程：從一個(gè)狀態(tài)變到另一個(gè)狀態(tài)整個(gè)歷程。始平衡態(tài)

一系列非平衡態(tài)末平衡態(tài)過(guò)程進(jìn)行任一時(shí)刻系統(tǒng)狀態(tài)并非平衡態(tài)。注意10第10頁(yè)準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程－－始末兩平衡態(tài)間經(jīng)歷中間狀態(tài)可近似為平衡態(tài)改變過(guò)程?！旆瞧胶鈶B(tài)←遲緩靠近平衡態(tài)非準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程理想化11第11頁(yè)準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程在狀態(tài)圖上表示：曲線初態(tài)末態(tài)p-V圖上一條曲線代表一個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。統(tǒng)一于“無(wú)限遲緩”矛盾平衡即不變過(guò)程即改變12第12頁(yè)二理想氣體物態(tài)方程玻—馬定律pV=constant蓋—呂薩克定律V/T=constant查理定律p/T=constantT不變p不變V不變溫度不太低壓強(qiáng)不太大中學(xué)物理：13第13頁(yè)理想氣體---同時(shí)滿足三定律和阿伏伽德定律。

一定量理想氣體初態(tài)（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）：（P0、V0、T0）末態(tài)：（P、V、T）則：

理想氣體物態(tài)方程推導(dǎo)14第14頁(yè)令等于R理想氣體物態(tài)方程（8.31J·mol-1·K-1氣體普適常數(shù)）15第15頁(yè)理想氣體物態(tài)方程：說(shuō)明1）理想氣體平衡態(tài)下，p、V、T一定滿足關(guān)系式。2）關(guān)于16第16頁(yè)4）理想氣體狀態(tài)方程另幾個(gè)慣用形式（玻耳茲曼常量）n=N/V（氣體分子數(shù)密度）設(shè)：則：17第17頁(yè)三熱力學(xué)第零定律熱接觸：兩原各處于一定平衡態(tài)熱力學(xué)系統(tǒng)，相互接觸，并發(fā)生傳熱現(xiàn)象。熱平衡：兩原各處于一定平衡態(tài)熱力學(xué)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)熱接觸后到達(dá)一個(gè)共同平衡態(tài)。ABAB熱平衡18第18頁(yè)ACB絕熱壁ACBACB

熱力學(xué)第零定律：不受外界影響，A、B同時(shí)與C處于熱平衡，即使A、B無(wú)接觸，它們也必處于熱平衡狀態(tài)。19第19頁(yè)熱力學(xué)第零定律物理意