大學(xué)物理熱學(xué)東華大學(xué)查學(xué)軍老師課件大學(xué)物理熱學(xué)東華大學(xué)查學(xué)軍老師課件大學(xué)物理熱學(xué)東華大學(xué)查學(xué)軍老師課件平衡態(tài)的判斷方法：p,T都不隨時(shí)間變化由于本人工作能力和接觸項(xiàng)目有限，希望借此機(jī)會(huì)將自己的體會(huì)與大家分享，更希望大家能提出更多更為深刻的意見(jiàn)!謝謝大學(xué)物理熱學(xué)東華大學(xué)查學(xué)軍老師課件大學(xué)物理熱學(xué)東華大學(xué)查學(xué)軍1平衡態(tài)的特點(diǎn)*1）單一性（處處相等）;2）物態(tài)的穩(wěn)定性——與時(shí)間無(wú)關(guān)；4）熱動(dòng)平衡平衡態(tài)的判斷方法：p,T都不隨時(shí)間變化平衡態(tài)的特點(diǎn)*1）單一性（處處相等）2熱力學(xué)過(guò)程非靜態(tài)過(guò)程準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程（理想模型）

狀態(tài)圖中平衡態(tài)準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程P0VPVTP

V

T

準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程一點(diǎn)一條曲線非靜態(tài)過(guò)程不能在P-V圖上表示熱力學(xué)過(guò)程非靜態(tài)過(guò)程準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程（理想模型）狀態(tài)圖中平衡態(tài)準(zhǔn)32能均分定理：平衡態(tài)下，不論何種運(yùn)動(dòng)，相應(yīng)于每一個(gè)可能自由度的平均動(dòng)能都是kBT/2.2能均分定理：平衡態(tài)下，不論何種運(yùn)動(dòng)，相應(yīng)于每一個(gè)可能自由4單原子分子分子平均平動(dòng)動(dòng)能雙原子分子三個(gè)平動(dòng)自由度分子的總的平均動(dòng)能三個(gè)平動(dòng)自由度＋兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度分子平均平動(dòng)動(dòng)能分子平均轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能分子的總的平均動(dòng)能HeH2單原子分子分子平均平動(dòng)動(dòng)能雙原子分子三個(gè)平動(dòng)自由度分子的總的5三原子分子三個(gè)平動(dòng)自由度＋三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度分子平均平動(dòng)動(dòng)能分子平均轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能分子的總的平均動(dòng)能H2O3理想氣體的內(nèi)能所有分子的動(dòng)能三原子分子三個(gè)平動(dòng)自由度＋三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度分子平均平動(dòng)動(dòng)能分子6大學(xué)物理熱學(xué)東華大學(xué)查學(xué)軍老師課件74.4個(gè)統(tǒng)計(jì)平均值(2)算術(shù)平均速率

(3)方均根速率

(1)最概然速率(4)各方向運(yùn)動(dòng)概率均等4.4個(gè)統(tǒng)計(jì)平均值(2)算術(shù)平均速率(3)方均84速率分布函數(shù)f(v)※分布在速率v附近單位速率間隔內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比；※對(duì)單個(gè)分子來(lái)說(shuō)，它表示分子具有速率在該單位速率間隔內(nèi)的概率。速率分布曲線4速率分布函數(shù)f(v)※分布在速率v附近單位速率間隔內(nèi)9在區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比----歸一化條件在區(qū)間的分子數(shù)在區(qū)間的分子數(shù)----歸一化條件在10速率在區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比速率在區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)速率在區(qū)間的分速率在區(qū)間11氣體分子的平均速率速率分布在區(qū)間內(nèi)的分子的平均速率氣體分子的平均速率速率分布在12大學(xué)物理熱學(xué)東華大學(xué)查學(xué)軍老師課件135.熱力學(xué)第一定律Q>0吸熱A>0系統(tǒng)對(duì)外界作功Q<0放熱A<0外界對(duì)系統(tǒng)作功5.熱力學(xué)第一定律Q>0吸熱A>0系統(tǒng)對(duì)外界作功Q<0放熱A14由積分意義可知，功的大小等于p—V

圖上過(guò)程曲線p(V)下的面積。PV12思考：a.如何在P-V上表示功（準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程的功）的大小?由積分意義可知，功的大小等于p—V圖上過(guò)程曲線p(V)下的15大學(xué)物理熱學(xué)東華大學(xué)查學(xué)軍老師課件16大學(xué)物理熱學(xué)東華大學(xué)查學(xué)軍老師課件17熱力學(xué)第一定律對(duì)于理想氣體準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程的應(yīng)用等體等壓等溫絕熱熱力學(xué)第一定律對(duì)于理想氣體準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程的應(yīng)用等體18等體等壓ＰＯV１２V等體等壓ＰＯV１２V19等溫絕熱等溫絕熱20絕熱過(guò)程方程:絕熱過(guò)程方程:21大學(xué)物理熱學(xué)東華大學(xué)查學(xué)軍老師課件22氣體絕熱自由膨脹氣體真空Q=0，A=0，△E=0非靜態(tài)過(guò)程不適用!溫度不變，體積增大，壓強(qiáng)減小氣體絕熱自由膨脹氣體真空Q=0，A=0，△E=0非靜態(tài)過(guò)程236.循環(huán)過(guò)程循環(huán)特征：系統(tǒng)經(jīng)歷一個(gè)循環(huán)之后,內(nèi)能不改變。A.正循環(huán)(順時(shí)針)氣體對(duì)外所作的凈功？熱機(jī)熱機(jī)效率：6.循環(huán)過(guò)程循環(huán)特征：系統(tǒng)經(jīng)歷一個(gè)循環(huán)之后,內(nèi)能不改變。A.24B.逆循環(huán)(逆時(shí)針)外界對(duì)氣體所作的凈功？B.逆循環(huán)(逆時(shí)針)外界對(duì)氣體所作的凈功？251-2：等溫過(guò)程2-3：絕熱過(guò)程3-4：等溫過(guò)程4-5：絕熱過(guò)程卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)1-2：等溫過(guò)程2-3：絕熱過(guò)程3-4：等溫過(guò)程4-5：絕熱26大學(xué)物理熱學(xué)東華大學(xué)查學(xué)軍老師課件27等壓膨脹吸熱等壓壓縮放熱等壓膨脹吸熱等壓壓縮放熱28絕熱方程：絕熱方程：297熱力學(xué)第二定律的兩種表述開(kāi)爾文表述：不可能制成一種循環(huán)動(dòng)作的熱機(jī)，只從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)橛杏霉Γ划a(chǎn)生其它影響.克勞修斯表述：不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起外界的變化統(tǒng)計(jì)意義：一個(gè)不受外界影響的封閉系統(tǒng)，內(nèi)部過(guò)程總是由概率小的宏觀狀態(tài)向概率大的宏觀狀態(tài)進(jìn)行7熱力學(xué)第二定律的兩種表述開(kāi)爾文表述：不可能制成一種循環(huán)動(dòng)308可逆過(guò)程與不可逆過(guò)程A:一切自發(fā)的熱力學(xué)過(guò)程都是不可逆的過(guò)程兩個(gè)典型不可逆過(guò)程：熱傳遞理想氣體的自由膨脹B:無(wú)摩擦的準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程是可逆過(guò)程不可逆的過(guò)程的統(tǒng)計(jì)意義：不可逆過(guò)程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)從概率小的宏觀狀態(tài)向概率大的宏觀狀態(tài)的轉(zhuǎn)變過(guò)程，一切實(shí)際過(guò)程都是向著熵增加的方向進(jìn)行。8可逆過(guò)程與不可逆過(guò)程A:一切自發(fā)的熱力學(xué)過(guò)程都是不可逆的31不可逆過(guò)程就是不能向相反方向進(jìn)行的過(guò)程一切自發(fā)的過(guò)程都是不可逆的判斷下列說(shuō)法是否正確不可逆過(guò)程就是不能向相反方向進(jìn)行的過(guò)程一切自發(fā)的過(guò)程都是不可329卡諾定理

(1)在溫度為的高溫?zé)嵩春蜏囟葹榈牡蜏責(zé)嵩粗g工作的一切可逆熱機(jī)，效率都相等，而與工作物質(zhì)無(wú)關(guān)，其效率為:

(2)在溫度為的高溫?zé)嵩春蜏囟葹榈牡蜏責(zé)嵩粗g工作的一切不可逆熱機(jī)的效率不可能大于可逆熱機(jī)的效率。卡諾熱機(jī)的效率最高卡諾熱機(jī)9卡諾定理(1)在溫度為的高溫?zé)嵩春蜏囟葹?3思考題：有人設(shè)計(jì)一臺(tái)可逆熱機(jī)，每循環(huán)一次可以從400K的高溫?zé)嵩次鼰?800J,向300K的熱源放熱800J,同時(shí)對(duì)外做功1000J,這樣的熱機(jī)可行嗎？理論上可逆熱機(jī)的最大值:超過(guò)理論值，不可能思考題：有人設(shè)計(jì)一臺(tái)可逆熱機(jī)，每循環(huán)一次可以從400K的高34

熵是分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序性或混亂性的量度。系統(tǒng)某一狀態(tài)的熵值越大，它所對(duì)應(yīng)的宏觀狀態(tài)越無(wú)序。10.熵熵增加原理：孤立系統(tǒng)中的熵永不減少.

孤立系統(tǒng)不可逆過(guò)程孤立系統(tǒng)可逆過(guò)程熵是分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序性或混亂性的量度。系統(tǒng)某一狀態(tài)的熵值越35設(shè)有以下一些過(guò)程：（1）封閉系統(tǒng)中兩種不同氣體在等溫下相互混合；（2）理想氣體在定體下降溫；（3）液體在等溫下汽化；（4）理想氣體在等溫下壓縮；（5）理想氣體的絕熱自由膨脹使系統(tǒng)熵增加的過(guò)程是？思考的角度：這些過(guò)程是否孤立系統(tǒng)的不可逆過(guò)程？變化的過(guò)程中微觀態(tài)的數(shù)目如何變化？不可逆不可逆設(shè)有以下一些過(guò)程：思考的角度：這些過(guò)程是否孤立系統(tǒng)的不可逆過(guò)36人有了知識(shí)，就會(huì)具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書(shū)，廣泛閱讀