物理学之热学基础省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第一章热学基础§1.1宏观与微观描述二、宏观与微观描述方法局限：§1.2热力学系统平衡态存在于各力学坐标之间关系?热流:由系统内部温度不均匀而产生。热力学平衡条件：§1.3温度与温标热力学第零定律物理意义在标准温度点处，全部标度方法相同温度计都要给出温度T相同读数。常假定测温参量随温度作线性改变(测温属性)：
设以X表示所选定测温参量，以T(X)表示温度计与被测系统到达热平衡时温度值。令T(X)=αX
①α是一个待定常数，以相等温度差对应于测温参量等量改变；
②若测温参量为X一样温度计所测定两个物体温度之比跟这两个温度所对应X值之比相等，即T(X1)/T(X2)=X1//X2。若用Xtr表示测温参量X在三相点状态数值，任何温度计都有C测温泡A、B水银压强计D水银贮器问题：全部这些温标是否保持一致？水汽点温度2、理想气体温标（perfectgasscale）3、热力学温标（thermodynamicalscale）热力学温度与摄氏温度关系：热学绝对零度冰点三相点汽点
热力学0273.15273.16373.15
摄氏-273.1500.01100
华氏-459.673232212
兰氏0491.67491.69671.67例1.道尔顿提出一个温标：要求理想气体体积相对增量正比于温度增量，采取在标准大气压时，水冰点温度为零度，沸水温度为100度。试用摄氏度t来表示道尔顿温标温度τ。例2、有一按摄氏温标刻度水银温度计，当浸在冰水中时水银柱长l0为4.0cm，浸在沸水中时l100为24.0cm，问(1)22.0oC时水银柱长度lt为多少？(2)温度计若浸在某沸腾溶液中时，水银柱长度为25.4cm，求溶液沸点。当t=22.0oC时，水银柱长度对应为例3.设一定容气体温度计是按摄氏温标刻度，它在冰点和汽点时，其中气体压强分别为0.400atm和0.546atm.求:
（1）当其中气体压强为0.100atm时，所测温度是多少？
（2）当温度计插在沸腾硫中时（标准大气压硫沸点是444.67℃），温度计中气体压强是多少？Pi,Ps分别代表测温泡中气体在冰点、汽点温度下压强t+273.15=273.16P/Ptr例4.有一水银气压计,当水银柱为0.76m时,管顶离水银面0.12m,管截面积为2.0×10-4m2,当有少许氦气混入水银管内顶部时,水银柱下降为0.60m,此时温度为27oC,计算有多少氦气在管顶部？§1.4物态方程3、查理定律①该三条定律近似地适合用于全部气体，只要温度不太低，则气体愈稀薄（低压气体），以上三式就能愈准确地描述气体状态改变；
②在气体无限稀薄极限下，全部气体V、P趋于共同极限，其数值约为1/273。
二、理想气体物态方程（equationofstate）
1、同一成份
（A）同一状态之间关系（门捷列夫-克拉珀龙方程）
PV=RT=(M/Mmol)RT2、道尔顿分压定律（lawofpartialpressure）：
混合气体总压强等于各种组分分压强之和。
P=P1+P2+……+Pn
3、几个成份：
P=P1+P2+......+Pn
=(1+2+......+n)RT/V
R=8.31Jmol-1K-1称为普适气体常量。
例5、一体积为1.0×10-3m3容器中，含有4.0×10-5kg氦气和4.0×10-5kg氢气，它们温度为300C，试求容器中混合气体压强。=例6、容积为25.0L容器中盛有1.00mol氮气，另一只容积为20.0L容器中盛有2.00mol氧气，二者用带有阀门管道相连，并置于冰水槽中，现打开阀门使二者混合，求平衡后混合气体压强是多少？混合气体平均摩尔质量是多少？平均摩尔质量为例7容积为1.0×10-2m3瓶中盛有温度为300K氧气，问：在温度不变情况下，当瓶内压强由2.5×105Nm-2降到1.3×105Nm-2时，氧气共用去多少？ΔM=0.48×32×10-3=0.015(kg)例题8某抽气机抽气速率为u，现用它将容积为
V密封容器排气。间需要多长时间才能使容器中
气压自p2降至p1？例题9、中等肺活量人在标准情况下一次大约吸进
1.0g氧，假如空气温度及各组分含量不随高度改变，
飞行员飞到气压为高空时每次吸进氧气
有多少克?§1-5物质微观模型2、布朗运动（Brownmotion）分子无规则运动假设：①分子间在作频繁碰撞，每个分子运动方向和速率都在不停改变；
②任何时刻，在液体或气体内部各分子运动速率有大有小，运动方向也各种各样。三、分子间吸引力与排斥力1、吸引力
当分子质心相互靠近到某一距离内，分子间相互引力才较显著，这一距离为分子吸引力作用半径，约为分子直径两倍左右。①分子力使分子聚在一起，在空间形成某种有序排列，热运动使分子尽可能散开。二者形成一对矛盾，相互制约和改变，决定了物