安徽大学大学物理复习提纲.doc

第十四章 热力学基础14-1 平衡态、理想气体状态方程一、状态参量 P、V、T，单位Pa、m3、K二、平衡态、准静态过程1、平衡态：所有状态参量不随时间、位置变化2、准静态过程：整个变化过程中的任一状态都可以近似看作平衡态（理想模型）三、理想气体状态方程：1、 大学物理涉及到的气体都是理想气体，因此该方程普遍存在2、 注意计算的时候才用国际单位制14-2 热力学第一定律 内能 功 热量一、热力学第一定律1、 吸收的热量转换为气体内能以及对外做功2、 三个量有正负，正负代表的实际过程不同3、无限小过程二、内能、功、热量1、内能由状态唯一确定；2、三者之间可以转换；3、dW=pdV14-3 第一定律在等值过程中的应用一、等体过程，V不变，dW=0, dQ=dE1、吸收的所有热量全部转化为内能2、摩尔定体热容 1mol理想气体在等体过程中，温度升高1K所吸收的热量3、 用摩尔定体热容计算内能变化，该公式可用于任意过程内能变化4、 单原子、双原子、多原子分子Cv,m分别为3R/2, 5R/2, 6R/2二、等压过程，p不变，dQ=dE+pdV1、2、 3、摩尔定压热容 4、4、比热容比三、等温过程，T不变，dQ=dW=pdV14-4 绝热过程一、Q=0，-dE=dW=pdV二、绝热方程，一般常用第一个 ABC常量 等温线与绝热线14-5 循环过程 卡诺循环一、循环过程：系统经一系列变化后，又回到原来的状态。（内能不变）1、系统所做的总功，为阴影部分面积，正、负循环对应正、负功 BAbapBVBpAVApOV2、热机（正循环）和致冷机（逆循环）热机：高温热源吸热Q1，低温热源放热Q2， 热量差做功Q1-Q2=W热机效率致冷机：低温热源吸热Q2， 高温热源放热Q1，致冷系数：3、 循环过程中，热量传递与做功是关键，由此求效率二、卡诺循环（理想循环，实际循环达不到此效率，这是极限值）1、由两个等温线、两个绝热线围成冷热等温压缩放热等温膨胀吸热 W123414-6 热力学第二定律一、开尔文表述：不可能存在这样一种热机只从单一热源吸收热量使之完全转换为功而 不产生任何其他影响二、克劳修斯表述：不可能将热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。14-7 可逆与不可逆过程一、可逆过程：逆过程能重复正过程的每一状态，而不引起其他变化。二、不可逆过程：第十五章 气体动理论15-1 气体分子热运动与统计规律一、大量分子都在做无规则、不停息的热运动二、大量偶然、无序的分子热运动中包含一种规律性统计规律15-2 理想气体压强公式一、理想气体分子模型：自由质点的完全弹性碰撞二、平衡态气体的统计假设1、分子数密度处处相等（均匀分布）2、分子沿各方向运动概率相同三、理想气体压强公式 n是分子数密度， 为平均平动动能15-3 麦克斯韦速率分布律一、速率分布函数 dN 速率在 v v + Dv 区间内分子数.分子速率处在 v v + Dv 区间的概率. 1、物理意义：速率在v附近，单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比2、归一化条件：3、平均速率和方均根速率二、麦克斯韦速率分布函数1、 三个速率最概然速率：分布在该速率附近的分子数最多2、一般问题的求解，紧紧抓住 ，具体的函数形式并非最重要。15-5 温度的微观解释 理想气体状态方程的推证一、温度的微观解释温度，是分子运动剧烈程度的宏观表现二、理想气体定律的推证15-6 能量按自由度均分 理想气体内能一、自由度：确定一个物体在空间中的位置，所必须的独立坐标数 单、双、多原子分子自由度分别为3、5、6二、能量按自由度均分：对单个分子而言，每个自由度上，有kT/2大小的平均动能1、单个分子平均总动能为 此处动能分为平动和转动动能2、所有分子的平均平动动能为3kT/2三、理想气体的内能（忽略分子动能之外的能量）1、每摩尔理想气体分子内能2、 理想气体的摩尔热容15-8 气体分子的平均自由程和平均碰撞频率一、自由程和平均自由程1、自由程：分子两次相邻碰撞之间运动通过的路程2、平均自由程：每两次连续碰撞之间 ，一个分子自由运动的平均路程3、平均碰撞频率： 单位时间内一个分子与其他分子碰撞的平均次数二、理想气体平均自由程1、平均碰撞频率（1）所有碰撞粒子半径都要考虑的情况（2）部分粒子没有半径的情况（以电子与气体分子碰撞为例）2、理想气体平均自由程15-10 热力学第二定律的统计意义和熵的概念一、统计意义孤立系统中，自发过程是不可逆的，总是由概率小（微观态数目少）的宏观态向概率大（微观态数目多）的宏观态进行。二、熵和熵增加原理1、熵 为微观态数目。孤立系统的实际过程都是熵增加的过程2、熵增加原理：孤立系统的熵永不会减少， 等号适用于可逆过程3、熵的求法：(1) 上式适用于任意过程的熵变，关键在把握整个过程的热传递dQ(2) 如果只给出始末状态，可假设始、末状态由一个或若干个可逆过程（如等温、等压、等体、绝热过程）关联(3) 积分符号里的温度T不能随便提出来，一般积分变量为T第十六章 振动学基础16-1 简谐运动一、简谐运动表达式1、简谐运动：位移（角位移）由余弦或正弦函数描述2、如何判断是否简谐运动？简谐运动一般回复力与位移方向相反，受力分析后列方程，以上方程为判据。二、振幅、周期、频率、相位相位：任意时刻，决定运动状态的量 ， 是初相位，即零时刻相位三、振幅和初相位的确定（方程法）1、找到t=0时刻的位移和速度x0, v0; ； 2、由 四、旋转矢量法1、 角速度沿逆时针方向2、 矢量旋转一周，完成 一次全振动 3、相位差即为角度差3、 角度为初相位五、简谐运动的例子1、单摆频率、周期只与l、g有关，与小球质量m无关2、 复摆（略）六、简谐运动的能量16-2 简谐运动的合成一