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文档简介

第8、9章 热学基础,热学Thermology,Main contents,导 言,科学技术的进步和人类认识自然、改造自然的历程分不开。,夏天,冬天,热,许多物体状态、性质的变化， 都和冷热程度（温度）有关,热胀冷缩 半导体 超导体 热辐射 etc.,热学的研究对象和研究方法,一.热学的研究对象,热现象,热 学,一切与物体冷热状态(温度)相关的自然现象,研究热现象基本规律及应用的理论,具体的研究对象, 热力学系统,系统是由大量分子和原子组成， 如气缸中的气体。,热力学所研究的具体对象，是气液固等宏观物体，简称系统。,开放系统 封闭系统 孤立系统,开放系统,宏观量,二. 热学的研究方法,微观量,描述宏观物体特性的物理量；如温度、压强、体积、热容量、密度、熵等。,描述微观粒子特征的物理量；如质量、速度、能量、动量等。,1. 系统状态的描述,宏观描述和微观描述是描述同一物理现象的不同方法， 内在联系：宏观量是微观量的统计平均值。,统计规律性,大量偶然事件的总体所具有的规律性,单个粒子偶然性 多个粒子统计规律性 偶然事件越多统计规律越稳定,热现象是大量微观粒子热运动的集体表现， 所以服从统计规律,采用宏观描述方法，即根据由观察和实验确定的基本定律 出发，用逻辑推理的方法来研究系统的宏观热学规律。,不涉及物质的各种微观结构。因而具有普遍性和可靠性。,将物质视为连续体，不能解释物质宏观性质的涨落， 不够深刻。,热力学,从能量转换的观点 研究热现象的宏观理论,2. 研究方法,统计物理学（统计力学）,研究方法：从物质的微观结构出发，按每个热力学系统 中的粒子所遵循的力学规律，揭示热现象的微观本质。,气体分子动理论是统计物理最基本，最简单的内容，它 是从物质的分子结构概念出发，对气体分子运动及相互作 用提出一定的假设模型，再根据每个气体分子所遵从的力 学规律，利用统计方法找出热运动的宏观量（如压强、温 度等）与分子运动微观量的统计平均值之间的关系。,热力学和统计物理学从不同角度研究热运动， 二者相辅相成，彼此联系又互相补充。,微观粒子,观察和实验,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, 相互补充,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,统计平均方法 力学规律,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,
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