2014大学物理热学部分复习资料课件

1、习题课,热学部分,1,18年,气体动理论,一、状态方程,其中,二、理想气体的压强公式与温度公式,压强公式,其中,分子的平均平动动能,温度公式,或,18年,2,三、能量按自由度均分定理,二、理想气体的压强公式与温度公式,压强公式,其中,分子的平均平动动能,温度公式,分子每一自由度所均分的能量,分子的平均能量,分子的平均平动动能,理想气体的内能,或,18年,3,三、能量按自由度均分定理,分子每一自由度所均分的能量,分子的平均能量,分子的平均平动动能,理想气体的内能,3,5,6,0,例1、2,18年,4,四、麦克斯韦速率分布律,3,5,6,0,例1、2,1.速率分布函数,表示速率 v 附近单位速率区

2、间的分子数占分子总数的百分比,18年,5,四、麦克斯韦速率分布律,1.速率分布函数,表示速率 v 附近单位速率区间的分子数占分子总数的百分比,2.速率分布曲线,1） 曲线,区间内的分子数占总分子数的百分比,18年,6,2.速率分布曲线,1） 曲线,表示速率在 区间的分子数占总分子数的百分比,归一化条件,18年,7,2.速率分布曲线,2） 曲线,表示速率在 区间的分子数占总分子数的百分比,归一化条件,区间内的分子数,18年,8,2.速率分布曲线,2） 曲线,区间内的分子数,表示速率在 区间的分子数,18年,9,3.麦氏分布函数,表示速率在 区间的分子数,4.三种统计速率,最概然速率,18年,10

3、,3.麦氏分布函数,4.三种统计速率,最概然速率,平均速率,平方平均速率,方均根速率,18年,11,平均速率,平方平均速率,方均根速率,分布函数和 温度的关系,分子质量相同，试比较T1和T2的大小,18年,12,分布函数和 温度的关系,分子质量相同，试比较T1和T2的大小,分布函数和分 子质量的关系,温度相同，试比较M1和M 2的大小,例3、4、5,18年,13,平均自由程,18年,14,一、热力学第一定律,系统从外界吸收的热量,一部分使系统的内能增加,另一部分使系统对外界做功,内能增量,其中,定体摩尔热容,系统对外做功,外界对系统做功,定压摩尔热容,温度升高,温度降低,系统吸热,系统放热,热

4、力学基础,摩尔热容比,18年,15,内能增量,定体摩尔热容,系统对外做功,外界对系统做功,定压摩尔热容,温度升高,温度降低,系统吸热,系统放热,摩尔热容比,一、热力学第一定律,热力学基础,二、四种过程,例6、7、8,18年,16,P-V图,0,0,0,18年,17,三、循环过程,正循环,顺时针,逆循环,逆时针,W净= 曲线所围的面积,18年,18,正循环,顺时针,逆循环,逆时针,W净= 曲线所围的面积,1. 热机循环,热机效率,18年,19,1. 热机循环,热机效率,2. 制冷循环,致冷机致冷系数,18年,20,2. 致冷循环,致冷机致冷系数,3. 卡诺循环,卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过

5、程组成,卡诺热机,18年,21,3. 卡诺循环,卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成,卡诺热机,卡诺致冷机,例12、13、14,18年,22,4. 热力学第二定律,开尔文表述：不可能制造出这样一种循环 热机，它只使单一热源冷却 来作功，而不放出热量给其 他物体,克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体 自动传到高温物体而不引起 外界的变化,18年,23,5. 可逆过程与不可逆过程,可逆过程：如果逆过程能重复正过程的每 一个状态，而且不引起其他变 化，则该过程称为可逆过程,不可逆过程：如果逆过程能重复正过程的 每一个状态，但会引起其他变 化，则该过程称为不可逆过程,18年,24,18年,25,例

6、题分析,26,18年,例1,解：（1,2,3,4,一容器内贮有氧气，其压强 ，温度 求：（1）单位体积内的分子数；（2）分子质量；（3）氧气密度；（4）分子的平均动能,18年,27,例2,试写出下列各式的物理意义,分子每一自由度所均分的能量,自由度为 i 的分子的平均能量,双原子气体分子的平均能量,1/3mol单原子理想气体的内能,1mol单原子理想气体的内能,10 mol自由度为 i 的理想气体的内能,18年,28,说明下列各量的物理意义,18年,29,分布在速率 v 附近 v v + d v速率区间内的分子数,单位体积内分子速率分布在速率 v 附近 v v + d v速率区间内的分子数,分

7、布在速率 v 附近 v v + d v 速率区间内的分子数占总分子数的比率,例3,18年,30,分布在有限速率区间v1 v2 内的分子数占总分子数的比率,分布在有限速率区间 v1 v2 内的分子数,分布在 0 速率区间内的分子数占总分子数的比率。（ 归一化条件,v2 的平均值,18年,31,例5,声速,式中 为比例常量,则声波通过氧气与氢气的速率之比为,18年,32,例6 解,l） 由归一化条件,即：曲线下面积表示系统分子总数N,得,2）在0到v0区间,由归一化条件,v0到2v0区间,18年,33,3) 速率在v0/2到3v0/2间隔内的分子数为,4) 分子速率平方的平均值为,故分子的平均平动动能为,18年,34,例7,解：（2,归一化条件,3,18年,35,例8,1 mol 双原子理想气体，从状态 A（P1 ,V1）沿 P-V 图所示直线变到状态B（ P2 ,V2），则气体内能的增量为 ，气体对外界所作的功为 ，气体吸收的热量为,解,图中阴影面积为气体所作的功,气体吸收的热量,18年,36,图中两卡诺循环 吗 ,18年,37,例9,某理想气体分别进行如图所示的两个卡诺循环：(abcda) 和 (abcda)，且两条循环曲线所围面积相等。设循环的效率为，每次循环在高温热源处吸的热量为 Q，循环的效率为，每次循环在高温热