物理学热学§1.4物态方程.ppt

1、一般物理教程热学、两元归北师范大学、1.4物态方程、1.4.1物态方程(equation of States)牙齿均衡状态的系统，只要系统处于一定均衡状态，系统的热力学参数也同时确定。无论系统状态如何变化，给定系统在平衡状态的各热力学参数之间都有明确的函数关系。我们将处于平衡状态的某种物质的热力学参数(如压力、体积和温度)之间满足的函数关系称为物质的物态方程或状态方程。例如，化学纯气体、液体和固体的温度Ti可以分别表示为压力pi和摩尔体积Vi，m。其中I分别代表气体、液体和固体。分别描述气体、液体、固体的物态方程。事实上，不仅限于气体、液体和固体三种茄子情况。某些系统的温度可能会随着物理量的变

2、化而变化，即使V，P不变。例如，拉伸金属会提高导线的温度。此时线材的压力和体积保持不变，但长度L和内部应力F均增加，线材的温度T为F，L的函数。f(F，L，T )=0牙齿式称为拉伸线材的物态方程式。其他各种物态方程也可能存在。物态方程都含有温度T。物态方程往往是理论和实验相结合的方法确定的径向试验公式。1.4.2体膨胀系数、压缩系数、压力系数、热膨胀现象、(1)体膨胀系数、压缩系数、压力系数状态方程式有三个茄子变数。等温压缩系数必须大于0，因此有减号。(2)体膨胀系数表示压力不变条件下单位温度变化引起的体积相对变化。物体有三维结构，所以体积变大必须伴随流线的增加。牙齿特性用线膨胀系数表示。各向

3、同性物质，即各个方向的物理性质，都是相同的物质。对于一次近似，体膨胀系数和线膨胀系数之间存在以下关系(3)相对压力系数V:单位温度变化引起的压力的相对变化物质系统物态方程的精确表达往往很复杂。在热学宏观理论中，只能通过实验测量化学纯物质系统的物态方程。通过测量等温压缩系数、体胀系数、相对压力系数，最后通常得到水状态方程，(2)热膨胀现象岩石加热后急剧冷却，在强烈收缩过程中岩石可能出现裂纹。2000多年前建成的都江堰水利工程(现在的世界文化遗产)用这种方法削山开河，热膨胀也是引起岩石侵蚀的因素。白天和晚上的气温变化，冬天或夏天气候突然变冷，热膨胀变冷，岩石就会裂开。岩石风化，有些最终变成沙漠。热

4、膨胀的照片，1.(a)气体的实验定律只要在足够大的温度压力变化范围内进行比较细致的研究，就可以发现气体的物态方程相当复杂，与气体遵循的定律也不同。但是压力为零，多种气体在物态方程中的差异消失，气体遵循的规律也变得简单。我们把牙齿压力牙齿为零的处于极限状态的气体称为理想气体。将各种气体的pV与P变化实验数据一起绘制成曲线。如图中所示，当T保持不变时，徐璐其他气体的pV与P0一起朝向相同的限制，即pV=C。这是1662年英国科学家博伊尔和法国科学家马约特在1662年。(a)理想气体状态方程，如果1摩尔气体的常数为R，则pVm=RT表达式的R=8.31Jmol-1K-1称为普适气体常数。如果气体不是

5、1mol牙齿，而是质量M，则气体摩尔的质量是Mm，m/Mm是气体物质的量(即摩尔数)，pVm=(m/Mm)RT就是理想气体物态方程。能严格满足理想气体物态方程的气体称为理想气体，这是宏观上对理想气体的定义。从玻意耳定律、查理定律、盖鲁萨克定律中可以看出，有一定的理想气体、1.4.3混合理想气体物态方程。如图所示，在P0中，各种气体之间的差异已经出现。这表明，只要气体能满足理想气体条件，无论它是什么化学成分，理想气体物态方程仍然适用。如果气体由1摩尔A种气体、2摩尔B种气体等N种理想气体混合组成，则混合体的总压力P和混合气体的体积V、温度T之间必须存在以下关系：pV=(v1 v2 vn)RT称为

6、混合理想气体状态方程式。牙齿食用式的p1，p2，pn分别将其他气体排出容器后，只留下I (i=1，2，N)类气体的压力，称为I型气体的分压，称为混合理想气体分压定律。这是英国科学家道尔顿。它和理想气体方程一样，只有在压力牙齿为零的情况下才能准确成立。例1容积为10l的瓶子里储存着氢，因开关损坏而漏出空气，温度为7.0时气压计读数为50atm，随着时间的推移温度上升到17，气压计读数保持不变，问有多少氢漏出来了。(阿尔伯特爱因斯坦，美国电视电视剧，气压计，气压计，气压计，气压计，气压计)，解释：T1=280K，P1=50安tm时集装箱内氢气的质量为T2今天打开活塞，漏了一些水银，所以开管内的水银下降了H，问封闭管内的水银面下降了多少。据悉，原封闭管内的水银面将空