第1讲固液气的基本性质

lTl0(1T)STS0(1T)考虑各向同性的固体，其面胀系数跟线胀系数23

VTV0(1T)式中

0℃时的体积，VT是液体在TLfL式中N/m，表面张力系数的数值式中，2SAB时ES，所以液体表

R

R切线的夹角，称为接触角。下图中，液体与固体浸润时，时，为钝角。两种理想情况是=0时，称为完全浸润；=例如：水 对玻璃的接触角0，是完全浸润；水银对玻璃的接触140，几乎完全不浸润h

。如果液体完全浸润管壁0hgr1A、B之间的相互作用力（径向力）rFa 其中，F正时代表斥力，F负时代表引力，a、bABm，在不受其他外力作用的条件下，ABmkTFmk

T

1y1x)n1nxaaB处于力平衡位置时，A、B间距为r0对应的F值为零，可以得：r 。设B r0x的位移量，xr0，BFF (r

x x

r0

r0 r3(13r)r2(12r)3a3x2a3xa3 mkmkb4T

【例离。(12)1.3.2(b)612/6=2个原子，1m3N16.0210232.27106/121.141029个。晶胞V

1.7561029

S3a

25.23910203hVS3.35101031/n个原子。t℃，仍需它们水平静止平衡，则悬点应该如何调整？Axρ1（Lx）=ρ2（Lx）：x

L(12 L1L2ρ1（L1x′）=ρ2（L2x′）

L11 另有线膨胀，有L1=L（1+α1t，L2=L（1+α2t）B，则AB=x′−x1122Lt考虑r1r2r的特殊情况，在中间状态形成前，肥皂泡的半径是什么？在中间膜设肥皂液的表面张力系数为

pr

p

44 即r

AAr1r2r12，即是一个平f1

f123-4-6f1

O1O2Ad=r/2，所以每V4r312r3(r)33r2r9r

3-4-3

3p

r

2 V4R3,pp RV4R3,

Rp49r3p44 r Rp49r3 r p0>>

23R23

,R23235】在航天飞机中原有两个圆柱形洁净玻璃容器，其中分别装有一定量的水和水在管中水柱有多长？水的表面张力系数7.3102N/m。r2hg 4 4 hgr1039.8

2.9410在平衡状态下，当气体分子间相互作用可以忽略时,分布在任一速率区间v~vdv

3/

mv24 exp

v2dv

2kT

2kT 3/

mv2f(v)dv4 exp 2kT

2kTT是气体的温度,m是分子的质量，k是玻耳兹曼常数。下图中的曲线叫速率分布曲线，

mMvmmM均方根速率vr3vr3

2vm1.23vm平均速率vv vm1.13vm气体分子数密度在重力场中按高度分布的规律为n位体积内的分子数，nh

n0是h0将同一种物质的汽化曲线OK、熔解曲线(随外界压强的变化关系)OL、升华曲线(固体上饱和气压随温度的变化关系)OSP-T图上，我们就能标出固、液、气三态OPS4.58mmHgT=273.16K（0.01℃Q=mL溶解或凝固过程中吸收或放出的热量为QmL升L熔La、绝对湿 如果B表示相对湿度，Pt表示绝对湿度，P表示同温度下饱和气的压强，则BptP温度，称为。，通过测定可以测出空气的湿度，因为当空气中水气的密度保持不变时温度下的饱，lS的柱体，两端截面处的温度为T1,T2T1T2，则热量沿着柱体长度方向传递，在△tSQKT1T2 KJJT45.67108Wm2K4JJT4。式中叫表面辐射系数，其01之间，由物体性质决定。【例7 ：pnkTpnkT

p0n0kTh=0处的压强，MhRTlnp0 M为气体的摩尔质量。因此测定大气压强随高度而减小的量值，即可确定上升的20（结果取两位有效数字即可T1101atm，相对湿度0℃4.6mmHg。当一个容器浸在解:p空2po1atm,V0为每一容器体积，由空气的总p空2V0p空2解 p空2p水2p饱4.6mmHg，若p空24.6mmHg0℃的容器中已有水凝p2=4.6mmHgp2p空2p水2326mmHg0℃B0100100

4.6100% 11】已知冰、水和水蒸气在一密闭容器内(容器内没有任何其他物质)，如能三态平衡共存，则系统的温度和压强必定分别是t10.01Cp14.58mmHg。现有冰、水1g处于上述平衡状态。若保持总体积不变而对此系统缓慢加热，输入的热量L升=2.83kJ/gL汽=2.49kJ/g。已知气体密度与压强和温度的关系为Mp分析L熔L升L汽0.34

gLQ

Mp

，M代入数据，得m。 5103 代入数据，得m。 110同样条件下水的密度

m3 0.9103

m3m,,Q1x)LQLx=0.25g,y=1.75gR（R>rK。试求沿着高度方向的温度分布。x轴。在xdx，对应的截面半径rx=(R-r)x/h+r=ax+rdQ/dt=K(dT/dx)Sx=C1，可得T=-(C1/Kaπ)/(ax+r)+C2T1=-(C1/Kaπr+C2和T2=-(C1/Kaπ)/R+C2C1，13】两个黑体的平面互相平行，一个处于恒定的高温Th温Tl稳定的热辐射能流与放置热障前稳定的热辐射能流间的比值(解:J(T4T4 J(T4T4 J(T4T4 J为热辐射能流密度，3J(T4T4) J0为放置热障前达到热平衡时的热辐射能流密度。ξJ/J01/【例14】一个全部黑色的球形空间探测器位于距离系很远处．由于位于探测器内∵探测器是黑体,PT4探测器加黑体防护罩后,探测器表面除完全吸收能源的热,同时完T1，有：1T4S2T41N

T14NT4S(N1)T4NTN4N180º13.6103

m3a0.49位有效数字

mh的数值大约是多少(分析：取圆饼侧面处宽度为△xh的面元△S3-5-3所示。由于重力而产生的水银对△SFF作用使圆饼外凸。但是在水银与空气接触的表面层中，由于F反向，且大小相等。△S两侧表面张力f3,f4可认为等值反向的。FpS1gh f1cosf2ax(1cos)122a(1cosh

3103mh4103RR610m,【课堂练习2】已知地球与的半径分别是

7108距d1.51011m，若地球与均可看作黑体，估算表面温度。 和地球的表面温度分别是Ts,Te，则 q4R2T q4R2T

RK

4d212d

qe

S，取

得表面温

T s 3】两个相同的轻金属容器里装有同样质量的水。一个重球挂在不导热的k比热与水的比热之比c球cq热

QtaF(T容T对于两容器α系数相同。一个容器散失热量△QT容。Q1M水c水m容c容)TQ2(M水c水m容c容m球c球)Tm和CmMm球McQ1M水c水TQ2M水(c水