電磁鐵具有很強(qiáng)的磁場，但當(dāng)其溫度超過一定值時，其磁場就消失了。因此在某些應(yīng)用場合，要注意電磁鐵的工作環(huán)境的溫度。1911年，荷蘭科學(xué)家昂納斯發(fā)現(xiàn)了一個意想不到的現(xiàn)象，就是當(dāng)溫度下降到4.2K以下時，水銀（Hg）的電阻消失了，物質(zhì)進(jìn)入了一種新的物態(tài)，稱之為超導(dǎo)。高溫退磁超導(dǎo)現(xiàn)象除了化學(xué)成分外，在物理方面，溫度是影響物質(zhì)性能的主要因素，因此溫度是熱學(xué)中最核心的概念。太陽中心的溫度是107K,這是熱核聚變所需的起碼溫度。太陽表面的溫度是6000K,與之對應(yīng)的輻射光譜，其峰正好在可見光波段。金星表面的溫度為460C,鉛和鋅將被熔化。地球表面的平均溫度為15C,109種生物大分子可以在這樣的環(huán)境生存。電磁鐵具有很強(qiáng)的磁場，但當(dāng)其溫度超過一定值時，其磁場就消失了1熱學(xué)的研究方法：1.宏觀法

最基本的實驗規(guī)律

邏輯推理(運用數(shù)學(xué))------稱為熱力學(xué)。

優(yōu)點：可靠、普遍。缺點：未揭示微觀本質(zhì)。2.微觀法.

物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)+統(tǒng)計方法------稱為統(tǒng)計力學(xué)其初級理論稱為氣體分子運動論(氣體動理論)優(yōu)點：揭示了熱現(xiàn)象的微觀本質(zhì)。缺點：可靠性、普遍性差。在熱學(xué)研究中宏觀法與微觀法相輔相成。當(dāng)代科學(xué)實驗里能產(chǎn)生的最高溫度是108K，最低溫度是210-8K,上下跨越了16個數(shù)量級。熱學(xué)的研究方法：1.宏觀法2.微觀法.在熱學(xué)研究中宏觀法與微2第九章熱力學(xué)基礎(chǔ)第九章熱力學(xué)基礎(chǔ)3常見的一些現(xiàn)象：1、一壺水開了，水變成了水蒸氣。2、溫度降到0℃以下，液體的水變成了固體的冰塊。3、氣體被壓縮，產(chǎn)生壓強(qiáng)。4、物體被加熱，物體的溫度升高。熱現(xiàn)象常見的一些現(xiàn)象：1、一壺水開了，水變成了水蒸氣。2、溫度降到4§9-1熱力學(xué)的基本概念9-1-1熱力學(xué)系統(tǒng)在熱力學(xué)中把要研究的宏觀物體（氣體、液體、固體）稱為熱力學(xué)系統(tǒng)

簡稱系統(tǒng)。如一杯水，汽缸內(nèi)氣體..系統(tǒng)內(nèi)它包含極大量的分子、原子。以阿佛加德羅常數(shù)

NA=6×1023計。外界：系統(tǒng)以外與系統(tǒng)有著相互作用的環(huán)境孤立系統(tǒng)：與外界不發(fā)生任何能量和物質(zhì)的熱力學(xué)系統(tǒng)。封閉系統(tǒng)：與外界只有能量交換而沒有物質(zhì)交換的系統(tǒng)。§9-1熱力學(xué)的基本概念9-1-1熱力學(xué)系統(tǒng)在熱5

對熱力學(xué)系統(tǒng)的兩種描述方法：1.宏觀量

從整體上描述系統(tǒng)的狀態(tài)量，一般可以直接測量。2.微觀量描述系統(tǒng)內(nèi)微觀粒子的物理量。如分子的質(zhì)量m、直徑d、速度v、動量p、能量

等。

微觀量與宏觀量有一定的內(nèi)在聯(lián)系。

例如，氣體的壓強(qiáng)是大量分子撞擊器壁的平均效果，它與大量分子對器壁的沖力的平均值有關(guān)。如M、V、E等----可以累加，稱為廣延量。

P、T等----不可累加，稱為強(qiáng)度量。對熱力學(xué)系統(tǒng)的兩種描述方法：1.宏觀量2.微觀量如6狀態(tài)參量：描述熱力學(xué)系統(tǒng)狀態(tài)的物理量。描述氣體的狀態(tài)參量：壓強(qiáng)、體積和溫度垂直作用在單位容器壁面積上的氣體壓力。壓強(qiáng)（P）：國際單位：帕斯卡（Pa=N/m2）

1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=1.01325×105（Pa）=760mmHg狀態(tài)參量：描述熱力學(xué)系統(tǒng)狀態(tài)的物理量。描述氣體的狀態(tài)參量：壓7體積（V）：氣體分子自由活動的空間，與分子本身體積的總和完全不同。國際單位：米3（m3）(注意與毫升的換算）溫度（T）：溫度是表征在熱平衡狀態(tài)下系統(tǒng)宏觀性質(zhì)的物理量。兩熱力學(xué)系統(tǒng)相互接觸，而與外界沒有熱量交換，當(dāng)經(jīng)過了足夠長的時間后，它們的冷熱程度不再發(fā)生變化，則我們稱兩系統(tǒng)達(dá)到了熱平衡。熱力學(xué)第零定律：

如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，則這兩個系統(tǒng)彼此也處于熱平衡。體積（V）：氣體分子自由活動的空間，與分子本身體積的總和完8ABCABC溫度的宏觀定義：表征系統(tǒng)熱平衡時宏觀性質(zhì)的物理量。溫標(biāo)——溫度的數(shù)值表示法。ABCABC溫度的宏觀定義：表征系統(tǒng)熱平衡時宏觀性質(zhì)的物理量9攝氏溫標(biāo)：t℃熱力學(xué)溫標(biāo)：TK

水的冰點——0℃水的沸點——100℃冰點和沸點之差的百分之一規(guī)定為1

℃

。絕對零度：T=0K

t=-273.15℃水三相點（氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)的共存狀態(tài)）273.16K攝氏溫標(biāo)：t℃熱力學(xué)溫標(biāo)：TK水的冰點——010大爆炸后的宇宙溫度1039K實驗室能夠達(dá)到的最高溫度108K太陽中心的溫度1.5×107K太陽表面的溫度6000K地球中心的溫度4000K水的三相點溫度273.16K微波背景輻射溫度2.7K實驗室能夠達(dá)到的最低溫度（激光致冷）2.4×10-11K

攝氏溫標(biāo)與熱力學(xué)溫標(biāo)的換算關(guān)系：大爆炸后的宇宙溫度1039K實驗室能夠達(dá)到的最高溫度108119-1-2平衡態(tài)準(zhǔn)靜態(tài)過程平衡態(tài)：一個孤立系統(tǒng)，其宏觀性質(zhì)在經(jīng)過充分長的時間后保持不變（即其狀態(tài)參量不再隨時間改變）的狀態(tài)。..............................終了..............................擴(kuò)散隔板..............................開始注意：如果系統(tǒng)與外界有能量交換，即使系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時間變化，也不能斷定系統(tǒng)是否處于平衡態(tài)。9-1-2平衡態(tài)準(zhǔn)靜態(tài)過程平衡態(tài)：一個孤立系統(tǒng)，其宏12說明：熱平衡是動態(tài)平衡處在平衡態(tài)的大量分子仍在作熱運動，而因為碰撞，每個分子的速度經(jīng)常在變，但是系統(tǒng)的宏觀量不隨時間改變。這稱為動態(tài)平衡。粒子數(shù)是宏觀量，箱子假想分成兩相同體積的部分，達(dá)到平衡時，兩側(cè)粒子有的穿越界線，但兩側(cè)粒子數(shù)相同。說明：熱平衡是動態(tài)平衡粒子數(shù)是宏觀量，箱子假想分成兩相同體積13

熱力學(xué)過程：熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)隨時間發(fā)生變化的過程。P準(zhǔn)靜態(tài)過程：狀態(tài)變化過程進(jìn)行得非常緩慢，以至于過程中的每一個中間狀態(tài)都近似于平衡態(tài)。準(zhǔn)靜態(tài)過程的過程曲線可以用P-V圖來描述，圖上的每一點都表示系統(tǒng)的一個平衡態(tài)。(PB,VB,TB)(PA,VA,TA)PVO(PC,VC,TC)熱力學(xué)過程：熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)隨時間發(fā)生變化149-1-3理想氣體狀態(tài)方程理想氣體：在任何情況下都嚴(yán)格遵守“波-馬定律”、“蓋-呂定律”以及“查理定律”的氣體。理想氣體狀態(tài)方程：或摩爾氣體常量9-1-3理想氣體狀態(tài)方程理想氣體：在任何情況下都嚴(yán)格遵15標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的分子密度：稱為洛喜密脫數(shù)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的分子密度：稱為洛喜密脫數(shù)16例１：求大氣壓強(qiáng)隨高度h變化的規(guī)律，設(shè)空氣的溫度不隨高度變化。hhh+dhdmgPs(P+dP)S解：如圖，在高度為h處有一薄空氣層，在重力和上下壓力作用下處于平衡狀態(tài)。設(shè)空氣為理想氣體，則可以得出下式代入上式例１：求大氣壓強(qiáng)隨高度h變化的規(guī)律，設(shè)空氣的溫度不隨17例１：求大氣壓強(qiáng)隨高度h變化的規(guī)律，設(shè)空氣的溫度不隨高度變化。hhh+dhdmgPs(P+dP)S上式稱為恒溫氣壓公式，h<2Km說明：珠峰h=8848m,T=273K,P0=1atm由上式求得P=0.33atm.實際小于此值，原因是溫度是變化的且隨高度降低。例１：求大氣壓強(qiáng)隨高度h變化的規(guī)律，設(shè)空氣的溫度不隨高度18例2：在較高的范圍內(nèi)大氣溫度T隨高度h的變化可近似地取下述線性關(guān)系：T=T0-h其中T0

為地面溫度，

為一常數(shù)。試求大氣壓強(qiáng)隨高度變化的關(guān)系。hhh+dhdmgPs(P+dP)S解：利用上題取例2：在較高的范圍內(nèi)大氣溫度T隨高度h的變化可近似地取下述線19例3：求上升到什么高度時，大氣壓強(qiáng)減到地面的75%，設(shè)空氣的溫度為00C，空氣的摩爾質(zhì)量為0.0289kg/mol。lnP=0PRhTμglnP=0PRhTμg==2.3km8.31×27328×10-3×9.80.75ln0=PRehTμgP解：例3：求上升到什么高度時，大氣壓強(qiáng)減到地面的75%，設(shè)空氣的20例4：一個大熱氣球的容積為2.0×104m3,氣球本身和負(fù)載質(zhì)量共4.5×103kg.若其外部空氣溫度為200C,要想使氣球上升，其內(nèi)部空氣最低要加熱到多少度？解：以

0表示標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣的密度

0=1.29kg/m3,以

1

和

2

分別表示熱氣球外、內(nèi)空氣的密度，則由于熱氣球外、內(nèi)壓強(qiáng)相等