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文档简介

第8 9章热学基础 热学Thermology Maincontents 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
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