高中物理竞赛辅导讲义：温度和气体分子运动论

温度和气体分子运动论 §1。1 温度1．1．1、平衡态、状态参量温度是表示物体冷热程度的物理量。凡是跟温度有关的现象均称为热现象热现象是自然界中的一种普遍现象。热学是研究热现象规律的科学。热学研究的对象都是由大量分子组成的宏观物体，称为热力学系统或简称系统。在不受外界影响的条件下，系统的宏观性质不再随时间变化的状态称为平衡态，否则就称为非平衡态。可见系统平衡态的改变依赖于外界影响(作功、传热)。系统处于平衡态，所有宏观物理都具有确定的值，我们就可以选择其中几个物理量来描述平衡态，这几个量称为状态参量。P、V、T 就是气体的状态参量。气体的体积 V 是指盛放气体的容器的容积，国际单位制中，体积的单位是 m3 。1m3 =103L=106 cm3气体的压强 P 是气体作用在容器的单位面积器壁上的平均压力，单位是 p a 。1atm=76cmHg=1.013105 p a1mmHg=133.3p a1．1．2、 温标温度的数值表示法称为温标。建立温标的三要素是：1、选择某种物质的一个随温度改变发生单调显著变化的属性来标志温度，制作温度计。例如液体温度计 T(V)、电阻温度计 T(R)、气体温度计 T(P)、T(V)等等。这种选用某种测温物质的某一测温属性建立的温标称为经验温标。2、规定固定点，即选定某一易于复现的特定平衡态指定其温度值。1954 年以前，规定冰点为 0℃，汽点为 100℃，其间等分 100 份，从而构成旧摄氏温标。1954 年以后，国际上选定水的三相点为基本固定点，温度值规定为 273.16K。这样 0℃与冰点，100℃与汽点不再严格相等，百分温标的概念已被废弃。3、规定测温属性随温度变化的函数关系。如果某种温标(例如气体温度计)选定为线性关系，由于不同物质的同一属性或者同一物质的不同属性随温度变化的函数关系不会相同，因而其它的温标就会出现非线性的函数关系。1．1．3、理想气体温标定容气体温度计是利用其测温泡内气体压强的大小来标志温度的高低的。T(P)= P 是比例系数，对水的三相点有T 3 = P 3 =273.16KP 3 是 273.16K 时定容测温泡内气体的压强。于是T(P)=273.16K3PP (1)同样，对于定压气体温度计有用心 爱心 专心T(V)=273.16K3VV (2)3V 是 273.16K 时定压测温泡内气体的体积。用不同温度计测量同一物体的温度，除固定点外，其值并不相等。对于气体温度计也有)()(VTPT。但是当测温泡内气体的压强趋于零时，所有气体温度计，无论用什么气体，无论是定容式的还是定压式的，所测温度值...