大学物理热学东华大学查学军老师课件

大学物理热学东华大学查学军老师课件大学物理热学东华大学查学军老师课件大学物理热学东华大学查学军老师课件平衡态的判断方法：p,T都不随时间变化由于本人工作能力和接触项目有限，希望借此机会将自己的体会与大家分享，更希望大家能提出更多更为深刻的意见!谢谢大学物理热学东华大学查学军老师课件大学物理热学东华大学查学军1平衡态的特点*1）单一性（处处相等）;2）物态的稳定性——与时间无关；4）热动平衡平衡态的判断方法：p,T都不随时间变化平衡态的特点*1）单一性（处处相等）2热力学过程非静态过程准静态过程（理想模型）

状态图中平衡态准静态过程P0VPVTP

V

T

准静态过程一点一条曲线非静态过程不能在P-V图上表示热力学过程非静态过程准静态过程（理想模型）状态图中平衡态准32能均分定理：平衡态下，不论何种运动，相应于每一个可能自由度的平均动能都是kBT/2.2能均分定理：平衡态下，不论何种运动，相应于每一个可能自由4单原子分子分子平均平动动能双原子分子三个平动自由度分子的总的平均动能三个平动自由度＋两个转动自由度分子平均平动动能分子平均转动动能分子的总的平均动能HeH2单原子分子分子平均平动动能双原子分子三个平动自由度分子的总的5三原子分子三个平动自由度＋三个转动自由度分子平均平动动能分子平均转动动能分子的总的平均动能H2O3理想气体的内能所有分子的动能三原子分子三个平动自由度＋三个转动自由度分子平均平动动能分子6大学物理热学东华大学查学军老师课件74.4个统计平均值(2)算术平均速率

(3)方均根速率

(1)最概然速率(4)各方向运动概率均等4.4个统计平均值(2)算术平均速率(3)方均84速率分布函数f(v)※分布在速率v附近单位速率间隔内的分子数占总分子数的百分比；※对单个分子来说，它表示分子具有速率在该单位速率间隔内的概率。速率分布曲线4速率分布函数f(v)※分布在速率v附近单位速率间隔内9在区间的分子数占总分子数的百分比----归一化条件在区间的分子数在区间的分子数----归一化条件在10速率在区间的分子数占总分子数的百分比速率在区间内的分子数速率在区间的分速率在区间11气体分子的平均速率速率分布在区间内的分子的平均速率气体分子的平均速率速率分布在12大学物理热学东华大学查学军老师课件135.热力学第一定律Q>0吸热A>0系统对外界作功Q<0放热A<0外界对系统作功5.热力学第一定律Q>0吸热A>0系统对外界作功Q<0放热A14由积分意义可知，功的大小等于p—V

图上过程曲线p(V)下的面积。PV12思考：a.如何在P-V上表示功（准静态过程的功）的大小?由积分意义可知，功的大小等于p—V图上过程曲线p(V)下的15大学物理热学东华大学查学军老师课件16大学物理热学东华大学查学军老师课件17热力学第一定律对于理想气体准静态过程的应用等体等压等温绝热热力学第一定律对于理想气体准静态过程的应用等体18等体等压ＰＯV１２V等体等压ＰＯV１２V19等温绝热等温绝热20绝热过程方程:绝热过程方程:21大学物理热学东华大学查学军老师课件22气体绝热自由膨胀气体真空Q=0，A=0，△E=0非静态过程不适用!温度不变，体积增大，压强减小气体绝热自由膨胀气体真空Q=0，A=0，△E=0非静态过程236.循环过程循环特征：系统经历一个循环之后,内能不改变。A.正循环(顺时针)气体对外所作的净功？热机热机效率：6.循环过程循环特征：系统经历一个循环之后,内能不改变。A.24B.逆循环(逆时针)外界对气体所作的净功？B.逆循环(逆时针)外界对气体所作的净功？251-2：等温过程2-3：绝热过程3-4：等温过程4-5：绝热过程卡诺循环卡诺循环1-2：等温过程2-3：绝热过程3-4：等温过程4-5：绝热26大学物理热学东华大学查学军老师课件27等压膨胀吸热等压压缩放热等压膨胀吸热等压压缩放热28绝热方程：绝热方程：297热力学第二定律的两种表述开尔文表述：不可能制成一种循环动作的热机，只从单一热源吸收热量，使之完全变为有用功，而不产生其它影响.克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起外界的变化统计意义：一个不受外界影响的封闭系统，内部过程总是由概率小的宏观状态向概率大的宏观状态进行7热力学第二定律的两种表述开尔文表述：不可能制成一种循环动308可逆过程与不可逆过程A:一切自发的热力学过程都是不可逆的过程两个典型不可逆过程：热传递理想气体的自由膨胀B:无摩擦的准静态过程是可逆过程不可逆的过程的统计意义：不可逆过程实质上是一个从概率小的宏观状态向概率大的宏观状态的转变过程，一切实际过程都是向着熵增加的方向进行。8可逆过程与不可逆过程A:一切自发的热力学过程都是不可逆的31不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程一切自发的过程都是不可逆的判断下列说法是否正确不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程一切自发的过程都是不可329卡诺定理

(1)在温度为的高温热源和温度为的低温热源之间工作的一切可逆热机，效率都相等，而与工作物质无关，其效率为:

(2)在温度为的高温热源和温度为的低温热源之间工作的一切不可逆热机的效率不可能大于可逆热机的效率。卡诺热机的效率最高卡诺热机9卡诺定理(1)在温度为的高温热源和温度为33思考题：有人设计一台可逆热机，每循环一次可以从400K的高温热源吸热1800J,向300K的热源放热800J,同时对外做功1000J,这样的热机可行吗？理论上可逆热机的最大值:超过理论值，不可能思考题：有人设计一台可逆热机，每循环一次可以从400K的高34

熵是分子热运动无序性或混乱性的量度。系统某一状态的熵值越大，它所对应的宏观状态越无序。10.熵熵增加原理：孤立系统中的熵永不减少.

孤立系统不可逆过程孤立系统可逆过程熵是分子热运动无序性或混乱性的量度。系统某一状态的熵值越35设有以下一些过程：（1）封闭系统中两种不同气体在等温下相互混合；（2）理想气体在定体下降温；（3）液体在等温下汽化；（4）理想气体在等温下压缩；（5）理想气体的绝热自由膨胀使系统熵增加的过程是？思考的角度：这些过程是否孤立系统的不可逆过程？变化的过程中微观态的数目如何变化？不可逆不可逆设有以下一些过程：思考的角度：这些过程是否孤立系统的不可逆过36人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读