注册岩土工程师考试普通物理讲义

1考试大纲热学气体动理论热力学波动学光学（波动光学）第一部分气体动理论引论研究分子运动的目的：1.揭示热现象的微观本质2.了解分子运动的微观规律对分子运动的认识（微观图景）1.分子数量巨大频繁碰撞分子速率和运动方向不断改变22.分子不停地作无规则运动即每一瞬间，分子的运动方向和速度大小都是随机的，可以取任何值。3.大量分子运动有统计规律一、理想气体1.状态参量1标准大气压=质量m[kg]摩尔质量M=分子量压强

P[Pa---帕斯卡]体积

V

温度

T或32.一定量理想气体状态方程表达式1：普适气体常量表达式2：由表达式3：分子数密度玻兹曼常数4

系统的状态参量(PVT)不随时间改变。3.平衡态:准静态过程:系统所经历的中间状态都可近似看作平衡态（过程无限缓慢）5二．宏伴观舒量六的爬微竹观拢本穗质1．压强分子数密度分子平均平动动能宏观翼量微观亲量具有统计意义2．温度T宏观伍量微观露量温度挡唯一最地与云分子验平均沫平动夸动能怪相联呼系同一歉温度原下，茫各个眉分子毫动能滑不同垄，但河大量萄分子祝平均拢平动课动能步相同温。6即自绵由涉度3.内能慨：气投体中青所有近分子秆动莫能的奖总和单原子气体----所有分子平动动能的总和多单原子气体----所有分子平动动能+转动动能的总和内陷能=分子富数×（平趣均稍平至动航动底能+平荒均绵转霞动仍动近能吐）7自由妨度的昌概念以刚腿性分佛子（辨分子洞内原既子间锯距离讨保持灵不变艇）为画例定义：确定一个物体的空间位置所需要的独立坐标数目。以记之。单原流子分迅子平动咳自由女度转动曲自由循度总自由度8总宪自安由胖度即三原构子分抹子(刚拴性跪分纺子)总疗自谁由筐度即双原子分子(刚性分子)9四释原莲子倚分狐子三原偏子以贵上分躺子每增罚一原背子，植坐标闸数目增3，漠但丹固欺定蚁边妨也布增3。总自偷由度即10理殊想太气慌体内能不仅与隆温度际有关温度纠改变阴，内继能改短变量骡为单串原殊子睛分滨子双原拘子分稼子三原眯子和堤三原危子以浸上对默理界想亏气讽体,内化能货是挠温前度纳的闹单唐值零函尽数理县想早气涂体涉的铁内沙能肚公刘式一煤定符质牵量垃理殊想烟气省体刊（寄刚放性脚分觉子呈）西的沸内附能错为1竹1答：B例1某容器内贮有1mol氢和氦，设各自对器壁产生的压强分别为和，则两者的关系是提录示窝：都是1显m道o膊l都呼在耻同呜一庙容胶器剥内1毅2例2两种理想气体的温度相等，则它们的①分子的平均动能相等②分子的平均转动动能相等③分子的平均平动动能相等④内能相等以上论断中，正确的是A.①②③④B.①②④C.①④D.③答眉：D平均动能=平均平动动能+平均转动动能1伤3（Ｃ）ｐＶ．（Ｄ）3ｐＶ．

（Ａ）ｐＶ．（Ｂ）ｐＶ．例3答村：A

压强为ｐ、体积为Ｖ的氦气（视为刚性分子理想气体）的内能为：14

两瓶理想气体Ａ和Ｂ，Ａ为氧，Ｂ为

甲烷，它们的内能相同,那么它们分子的平均平动动能之比＝

（Ａ）１／１．（Ｂ）２／３．（Ｃ）４／５．（Ｄ）６／５．例4=1费51、欢分厚子苹的职速万率对分推布袄律平伪衡谎态天下耐的跑气鸭体专系甚统羽中奇，分垃子泡速司率为随容机变号量。恋可以沟取任镇何可耗以取陈的值躺。三境、指分袄子顽运找动华的方微犬观旧统册计晚规练律但分乐子的速率胃分布，却是有样规律域的。表惧示条在答一棵定摄的涨温专度黎下数，拍速润率翁在1照0咽0麻m称/夜s沫~害2侄0影0衔m侧/貌s区间拘内的落分子烧数占斯总分音子数天的百愉分比多次煤统计荷，此百想分思比不变概率缩慧密度百歇分茫率=概锅率12

速率100m/s16（1）任镰一小秤段曲掠线下仗面积（2）曲翠线下垂总面搬积1分子出现在区间内的分子数与总分子数的百分比分子速率分布函数172各.三种欠速率坝统计糖值(1）最可几速率（最概然速率）在一疮定温毙度下宿，气夫体分源子最打可能顺具有舰的速毅率值姥。分子分布在附近的概率最大。(3狸)不必险记18大量分子速率的算术平均值（2）平均速率:（3）方均根速率都与成正比，与成反比1价93戴.分接布看曲乔线秆与须温缝度亲的阁关棒系温度越高，分布曲线中的最概然速率增大，但归一化条件要求曲线下总面积不变，因此分布曲线宽度增大，高度降低。T1T22冈0“平均平动动能相同”即提所示:习题:一定量的氢气和氧气,它们分子的平均平动动能相同,那么它们分子的平均速率之比(A)1:1(B)1:16(C)16:1(D)4:1(E)1:4答:伶D2鸟1f(v)v02000例氢气蛾和氧剥气在收同一考温度韵下的挽麦克期司韦物曲线硬如图蹈，氧傻气分果子的匠最可源几（炸最概竞然）碍速率栽为(A)2000m/s(B)1500m/s(C)1000m/s(D)800m/s(E)500m/s答科：快（E）2义2气体酷动理回论公删式23第盖二速部众分溜热住力嘉学从能垃量观晕点研尿究勿机械袋运动鹊与热服运动族的相献互转痰化问政题一只、药基鄙本衫概霞念1、陡热逆力伏学猾系朴统：固、霜液、裙气态古物质外雪界帽：上作依用百于燥热倾力帽学编系廉统泛的首环无境理否想汁气利体2、衬准魔静惰态元过讲程:系统县所经甘历的苍中间茂状态轻都可近来似佛看李作平衡苦态（岔过程卵无限粉缓慢冷）3、四种密特殊凝过程住：等茶温、辨等压种、等欧容、意绝热重点:热力佳学第狠一定办律2题44.准静汗态过绕程的P粒-座-置-侨V图(锣1买)用P-购--爪V坐历标原系披中对的菌曲幕线兴代咳表况状蓝态咸变密化绣过托程-高-苍-广-准静花态过掌程曲线葬上每崭一点膜代表锅一种幼状态（2）筐等背温保过封程双曲组线即PV112p.VV等温过程.T升高凝，曲纤线向映远离祖原点相的方鸭向移刚动2提5（3）口等弹压具过极程（4）茅等炸容锡（握等填体猫）伙过绸程PVpVPV绝热绝热P大P小（5）风绝斧热嫩过江程绝热绝热膨胀中PVT262.特征枕：（1）系统倾不与犹外界蝇交换隔热量族的过昌程。即钞不膝吸帅热你，抗不资放赠热开。（2）P,雹V,销T三量过均改怜变绝桂热性线在A点殊绝露热未线编比巷等唤温校线岛陡!PVO绝锯热绝键热娇线帖与惯等缝温富线负比悔较等槽温2揪7二毛、鸡功欠、旁内止能背增劣量监、用热况量当络活贼塞宁移萄动畜微站小姨位浸移d丙x时，醋气体间所作纠的元纵功为塌：系福统丑体还积逗由V1变为V2，所作PS总安功腔为老：（1）农普品遍普情糕况1、气铁体作引功A2肯8讨论系统床对外龄作正搂功；系统倚对外胃作负弱功；系统变不作他功。气体尽作功欠通过恭体积火变化岩而实默现外界鄙对系竖统作宝功由定轧积分堡的几画何意反义可咳知，徐功的阶大小征等于P似—糊V图上钢过程揭曲线P=硬P(桑V)下的险面积柴。2权9（2）度等冶容辫过承程PV体积伤不变功（3）等压横过程PVp作斧功30PV112p.VV等温过程.（4）等温报过程恒温比孟较a厕,趴b下的蹄面积溜可知留，功锋的添数蔽值耀不盾仅颈与赴初桥态酬和粥终仇态苗有扑关随，歪而巴且盒还崇依负赖盐于晋所您经城历洽的雪中险间错状恨态广，功与咐过程管的路摄径有兄关。（功如是升过奏程服量首）(湖5灰)功愤与谋所兼经竿的详过绣程婚有晃关312、内梦能增快量气体给定，则确定。只取决于气体的初、终状态，与所经过程无关。123、热量Q热犯量宗的之含惭意共：条高败温旗物柄体性与滥低的温麦物佣体李接暂触沈时弯，跟它颤们肃之坦间植传坑递北的摩那称部烫分返内锈能热量枝是过打程量,与科气距体帮所殿经缓过汉程梅有筹关芽。注板意对气译体不泪成立3嘉2三、芝热力篇学第甩一定冷律AA对无限述小过渠程：Q>照0吸各热Q顾<棍0放热系统从外界吸热Q，一部分使系统的内能增加,另一部分使系统对外界作功A.EE3永31.等容(体)过程V启=恒示量A=片0TT12PV0ab则定垒容(体)摩丽尔时热初容袋为四、热力走学第渣一定哈律在嗽等容怜、等讲压过润程中悟应用1m可ol气体完，当V不变佳时，株温度跨升高d仿T所吸配收的好热量猾。系喜统攻从路外那界妨吸带热符全须部歉用箱来约增滥加酬自伪身事的楚内还能342底.等压指过程P=恒嫌量12P21O..VVV则定骄压摩业尔热近容为353葱.等温袜过程T=恒健量僚，E晚=之o。则PV1122ppIII..OVV等温过程系统捞从热献源吸题热全善部用弄来对伙外作爱功3类64绝粱热未过逐程即系统对外作功，以本身减少等量的内能来实现。外界对系统作功，系统增加等量的内能。绝热兽方程--路--宜P、V、T三宁量催中输任翅两艺个池量亦满挑足拆的危关肾系即即3副7热例力泄学倡第签一灾定岸律器在睬三哭个抢等蕉值那过畜程产及内绝例热么过奴程愧中毒的冲应督用过程状态变化特征能量关系特征等容等压等温绝热普遍公式特殊公式P,长V,耕T均厚变3填8例有两个相同的容器，一个盛有氦气，另一个(A)9J(B)15J(C)18J(D)6J盛有氧气（视为刚性分子）开始它们的压强和温度都相同，现将９Ｊ的热量传给氦气，使之升高一定的温度，如果使氧气也升高同样的温度，则应向氧气传递热量是“９Ｊ火的热撒量传摘给氦确气”县是什编么过下程？绝允热存等株温娱等上压浪等旱容答：B39例在室温条件下，压强、温度、体积都相同的氮气和氦气在等压过程中吸收了相同的热量，则它们对外作功之比为A．

5/9B．5/7C．1/1D．9/5又即答：B4箱0五、循环稍过程复：系占统经窑历一容系列延变化眯后又刺回到宽初始饶状态拒的整刮个过瓣程叫叙循环悦过程滔，简循称循矮环。1、小循棕环利过箭程故的伶特症点夜：（3）P-感V图科上厨为也一敏条府闭帐合办曲省线（1）系容统屯循继环躲一佳周尾，攀内筹能策不梨变E越=木0热机-磁-特-吼-正循捧环--拘--顺充时涨针致兰冷壤机--嫁--逆复循闹环-名-咐-止-逆祥时招针PVabcd正PVabcd逆2热机润效率咐：（2）循环曲线包围的面积4捉1由访两抢等场温食过葛程公和肺两阅绝赛热峰过介程控组植成其热验机效焰率为3、卡俱诺循及环abcdVVVPVV20314T12T绝热线42c提示汽：画P-德V图<0(尊A内)ba（B）气体对外界净作的功为正值。（C）气体从外界净吸的热量为正值．（D）气体内能减少．（A）气体从外界净吸的热量为负值．回到起始状态．则在此循环过程中例一定量的理想气体，起始温度为Ｔ，体积为Ｖ．后经历绝热过程，体积变为２Ｖ．再经过等压过程，温度回升到起始温度