《新工科大学物理》课件第8章 热力学基础1

第8章热力学基础8.1热力学的基本概念8.2热力学第一定律8.3热容量8.4热力学第一定律应用8.5循环过程8.6热力学第二定律8.7热力学第二定律的统计意义和熵增原理一、热学的研究对象8.1热力学的基本概念1.热现象把与温度有关的物理性质及状态变化称为热现象。2.热学

研究热现象的理论统称为热学。热现象是组成物质的大量分子无规则热运动的集中表现。二、热学的研究方法热学部分由热力学和气体动理论两部分组成。热力学：由观察和实验总结归纳出的有关热现象的规律构成热学的宏观理论，称为热力学。气体动理论：从原子、分子等微观粒子的运动和他们之间的相互作用出发，研究热现象的规律，构成了热学的微观理论，称为气体动理论。1.热力学研究方法热力学是根据自然界大量现象的观察和实验中总结出来的几个基本定律，用逻辑推理的方法研究宏观物体的热性质，并不追究其微观本质。2.气体动理论研究方法气体动理论是从气体微观结构的理想模型出发，运用统计平均方法研究气体在平衡状态下的性质以及由非平衡状态向平衡状态的转变过程等问题。

热力学研究方法和气体动理论研究方法是相辅相成的。外界：热力学系统以外的物体。系统分类（按系统与外界交换特点）：孤立系统：与外界既无能量又无物质交换封闭系统：与外界只有能量交换而无物质交换开放系统：与外界既有能量交换又有物质交换系统分类（按系统所处状态）平衡态系统非平衡态系统三、平衡态

(1)系统与外界在宏观上无能量和物质的交换，

(2)系统的宏观性质不随时间改变。3.非平衡态在没有外界影响的情况下，系统各部分的宏观性质在长时间内不发生变化的状态。1.平衡态2.平衡条件:

不具备两个平衡条件之一的系统。四.状态参量为了描述物体的状态，常用一些物理量来表示物体的有关特性，如压强、体积、温度、密度、浓度等。这些描述状态的量叫状态参量。对一定量的气体（质量m，摩尔质量M)的状态，常用压强、体积、温度来表示气体的状态1.体积V2.压强p

宏观上，气体作用于容器器壁单位面积的正压力,即p=F/S。微观上，大量分子作无规热运动，对器壁的撞击力。单位：

Pa（帕斯卡）1Pa

=1Nm-21标准大气压=1.013×105Pa3.温度TA、B两体系互不影响各自达到平衡态.A、B两体系达到共同的热平衡状态.AB绝热板AB导热板ABC若A

和

B、B和C分别热平衡，则A和C一定热平衡.（热力学第零定律）宏观上，物体的冷热程度。微观上，大量分子作热运动的剧烈程度。摄氏温标：1742年瑞典天文学家摄尔修斯建立，以冰的熔点定为0°C，水的沸点定为100°C热力学温标：与工作物质无关的温标，由英国的开尔文建立，与摄氏温度的数值关系为单位为K(开)，称为热力学温度。温标：温度的数值表示方法。平衡态气体的状态可用一组确定的值(p,V,T)

表示。宏观上，气体的p、V、T

都不随时间变化，微观上，气体分子仍作热运动。所以平衡态是动态平衡。五、理想气体物状态方程1.一定质量气体的状态方程一定量的气体，三个物态量之间有一定的关系。当其中一个变化时，其他两个量也会随之发生变化。也就是说，其中一个量是其他两个量的函数。T=f(p,V)

——气体的状态方程。2.理想气体的状态方程p—气体的压强；V—气体的体积；—气体的质量；Mmol

—气体的