高二物理竞赛：热力学第二定律的统计意义玻耳兹曼熵课件_第1页
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文档简介

1理想气体状态方程一.平衡态温度理想气体状态方程1.系统和外界、宏观和微观2.平衡态:在不受外界影响的条件下,一个系统的宏观性质不随时间改变的状态.3.热力学第零定律:如果两个系统分别与第三个系统的同一平衡态达到热平衡，那么，这两个系统彼此也处于热平衡.2二理想气体的压强公式

除碰撞外，分子力可以略去不计

分子间的碰撞是完全弹性碰撞

分子可以看作质点理想气体的分子模型为：分子平均平动动能理想气体状态方程3三温度的统计解释理想气体状态方程宏观量温度与微观量的统计平均值关系气体分子的方均根速率四能量均分定理理想气体的内能气体处于平衡态时，分子的任何一个自由度的平均动能都相等，均为，这就是能量按自由度均分定理.4分子的平均能量质量为理想气体的内能内能随温度的改变五麦克斯韦分子速率分布定律

分子的速率分布函数

归一化条件5

三个统计值1.最概然速率3.方均根速率2.平均速率麦克斯韦速率分布规律6*六.玻耳兹曼分布律麦克斯韦速度分布函数玻耳兹曼分布律七.分子的平均碰撞频率和平均自由程单位时间内平均碰撞频率考虑其他分子的运动分子平均碰撞频率7

扩散系数

热导率

粘滞系数*八.气体内的输运过程平均自由程82.准静态过程从一个平衡态到另一平衡态所经过的每一中间状态均可近似当作平衡态的过程.准静态过程在平衡态p–V图上可用一条曲线来表示一内能功和热量准静态过程1.理想气体内能：对给定的理想气体，它的内能仅是温度的单值函数.3.体积功的计算9二热力学第一定律准静态过程1.等体过程2.等压过程3.等温过程三气体的摩尔热容1.定容2.定压3.比热容比10四绝热过程气体对外做功:绝热方程恒量恒量恒量五循环过程卡诺循环热机效率致冷系数11

卡诺热机效率

卡诺循环两个准静态等温过程两个准静态绝热过程组成六热力学第二定律1.开尔文表述：不可能制成一种循环动作的热机，它只从一个单一温度的热源吸取热量，并使其全部变为有用功，而不引起其他变化.2.克劳修斯表述：热量不可能自动地由低温物体传向高温物体.12七卡诺定理克劳修斯熵(不可逆循环)（可逆循环）2.克劳修斯不等式(不可逆机)（可逆机）1.卡诺定理3.熵增加原理

孤立系统不可逆过程孤立系统可逆过程

孤立系统中所发生的一切不可逆过程的熵总是增加，可逆过程熵不变。13八热力学第二定律的统计意义玻耳兹曼

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