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1 第十章波动 MECHANICALWAVES 气体动理论 第十二章 12 1平衡态理想气体物态方程热力学第零定律 2 本节内容概要 本节教学要求 理解平衡态 准静态过程 平衡过程和理想气体等概念 了解气体的物态参量和理想气体的物态方程 会用物态方程求解理想气体的物态参量 理解热力学第零定律的物理意义 热学的几个基本概念理想气体物态方程热力学第零定律 3 一 气体的物态参量 宏观量 1压强 力学描述 单位 标准大气压 纬度海平面处 时的大气压 一热学的几个基本概念 4 3温度 热学描述 单位 特点 1 热学中特有的物理量 2 状态参量 本质 组成物体的大量分子无规则运动剧烈程度的表现 注意 T与t K与 5 二 平衡态 不受外界影响条件下 系统宏观性质不随时间改变的状态 热动平衡 有别于力学平衡 一定条件下对实际情况的概括和抽象 可用状态参量描述 6 平衡态在状态图上的表示 状态图 p V图 p T图 V T图 一个点代表一个平衡态 平衡态下状态参量不随时间变化 7 讨论 取一金属杆 使其一端与沸水接触 另一端与冰接触 当沸水和冰的温度维持不变时 杆的温度虽然不同 但将不随时间改变 这时金属杆是否处于平衡态 为什么 8 平衡态与稳定态 平衡态 1 单一性 p T处处相等 2 物态的稳定性 与时间无关 3 自发过程终点 9 提示 受外界影响 不处于平衡态 处于稳定态 讨论 取一金属杆 使其一端与沸水接触 另一端与冰接触 当沸水和冰的温度维持不变时 杆的温度虽然不同 但将不随时间改变 这时金属杆是否处于平衡态 为什么 10 三 准静态过程 热力学过程 从一个状态变到另一个状态的整个历程 始平衡态 一系列非平衡态 末平衡态 过程进行的任一时刻系统状态并非平衡态 注意 11 准静态过程 始末两平衡态间经历的中间状态可近似为平衡态的变化过程 非准静态过程 准静态过程 理想化 12 准静态过程在状态图上的表示 曲线 初态 末态 p V图上一条曲线代表一个准静态过程 统一于 无限缓慢 矛盾 平衡即不变 过程即变化 13 二理想气体物态方程 14 理想气体 同时满足三定律和阿伏伽德定律 一定量理想气体初态 标准状态 P0 V0 T0 末态 P V T 则 理想气体物态方程的推导 15 令等于R 理想气体物态方程 16 理想气体物态方程 说明 1 理想气体平衡态下 p V T一定满足的关系式 2 关于 17 4 理想气体状态方程的另几种常用形式 玻耳兹曼常量 n N V 气体分子数密度 设 则 18 三热力学第零定律 热接触 两原各处于一定平衡态的热力学系统 互相接触 并发生传热现象 热平衡 两原各处于一定平衡态的热力学系统 通过热接触后达到一个共同平衡态 A B A B 热平衡 19 热力学第零定律 不受外界影响 A B同时与C处于热平衡 即使A B无接触 它们也必处于热平衡状态 20 热力学第零定律的物理意义 互为热平衡物
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