第7章 热力学[修正版]VIP专享VIP免费

热运动大量微观粒子杂乱无章、永不停息的运动。热学热力学统计物理学宏观角度，观察和实验，研究物质的热学性质以及宏观过程进行的方向和限度等。微观角度，应用统计的观点研究宏观现象的微观本质。引言引言宏观量描述宏观物体特性的物理量：如温度、体积、熵等。微观量描述微观粒子特征的物理量：如质量、能量、动量等。微观角度宏观角度出发点热力学验证统计物理学，统计物理学揭示热力学本质二者关系无法自我验证不深刻缺点揭露本质普遍，可靠优点力学规律统计平均方法总结归纳逻辑推理方法微观量宏观量物理量热现象热现象研究对象微观理论（统计物理学）宏观理论（热力学）热力学与统计物理学的异同本章内容第第77章热力学基础章热力学基础§7.1§7.1平衡态理想气体状态方程平衡态理想气体状态方程§7.2准静态过程§7.3§7.3热力学第一定律热力学第一定律§7.4循环过程卡诺循环§7.5热力学第二定律§7.1平衡态理想气体状态方程系统与环境热力学所研究的具体对象，简称系统。系统以外的物体称为环境（或外界）。本章主要以气体系统为研究对象。开放系统系统与外界之间，既有物质交换，又有能量交换。封闭系统孤立系统系统与外界之间，没有物质交换，只有能量交换。系统与外界之间，既无物质交换，又无能量交换。系统与外界可以有相互作用例如：热传递、质量交换等系统的分类7.1.1气体的状态参量状态参量描述系统运动状态的物理量体积(V)压强(p)气体分子可能到达的整个空间的体积作用于容器壁上单位面积的正压力处于在容器中的气体，容器的容积就是气体的体积。处于在容器中的气体，容器的容积就是气体的体积。体积的单位：体积的单位：立方米立方米符号：符号：mm33(SI(SI制制))。。有时也用立方分米，即升，用符号有时也用立方分米，即升，用符号LL来表示，来表示，1L=101L=10-3-3mm33．．压强的单位：帕斯卡符号Pa(SI制），1Pa=1N·m-2．1个标准大气压（1atm）：纬度45°海平面处所测得0℃时大气压值1.013×105Pa。温度(T)用以表示物体的冷热程度的状态参量规定：较热的物体温度较高。AB绝热壁如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么，这两个系统彼此也处于热平衡。这个结论称热力学第零定律。导热壁ABC温度计要能定量表示和测量温度，还需要建立温标，即温度的数值表示法。温度计：即测温的工具。其一、要选定一种合适物质（称测温质）的测温特性；其一、要选定一种合适物质（称测温质）的测温特性；温度的数值表示的主要步骤：常用的温标(1)(1)摄氏温标摄氏温标(2)(2)华氏温标华氏温标（一个大气压下）（一个大气压下）对水的冰点，华氏温标为对水的冰点，华氏温标为3232FF00，摄氏温标为，摄氏温标为0℃0℃,,对水的沸点，华氏温标为对水的沸点，华氏温标为212F212F00，摄氏温标为，摄氏温标为100100℃℃。。其二、确定测温物质的测温特性与温度的依赖关系（线性）；其二、确定测温物质的测温特性与温度的依赖关系（线性）；其三、选定温度的标准点（固定点），并把一定间隔的冷热程其三、选定温度的标准点（固定点），并把一定间隔的冷热程度分为若干度。度分为若干度。(３)热力学温标K（与测温物质无关）)K(15.273)C(tT国际上规定水的三相点温度为:273.16K开尔文（开尔文（LordKelvinLordKelvin）在热力学第二定律的基础）在热力学第二定律的基础上建立的一种温标，称热力学温标。上建立的一种温标，称热力学温标。温度的单位温度单位：开尔文符号：K（SI制）7.1.2平衡态不受外界影响在没有外界影响、内部也没有能量转化的情况下，系统各部分的宏观性质在长时间内不发生变化的状态。不受外界影响是指系统与外界没有能量和粒子交换，但可以处于均匀的外力场中。两头处于冰水、沸水中的金属棒；低温T2高温T1处于重力场中气体系统的粒子数密度随高度变化，是一种稳定态，不是平衡态但它是平衡态。平衡是热动平衡平衡态是理想状态从微观的角度而言，组成系统的大量粒子仍在作从微观的角度而言，组成系统的大量粒子仍在作无规无规则的热运动则的热运动，只是大量粒子热运动的，只是大量粒子热运动的平均效果不变平均效果不变，这在，这...