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2006年版物理(工)复习串讲资料第二篇

编辑整理:  贵州自考网 发表时间:  2018-05-23   【   点击数:

 第二篇 热学

  2.1 气动理论

  2.2 热力学理论

  这一篇主要讲述的内容是以气体为研究对象时所涉及的物理量,以及气体状态改变所涉及的功、热、内能运算研究气体时所涉及的物理量主要有P、V、T分别为压强、体积、温度。气体的状态可以用一组P、V、T来表示,如果气体的P、V、T中有物理量发生改变,我们就称之为气体状态改变了,因此在研究气体的时候不同状态的气体通常可能遵循不同的规律,这样研究气体就没有标准了,结果也会五花八门,为此,我们规定一种标准的研究状态,即在压强P0=1atm,温度为T0=273.15K时,此时1摩尔的任何气体的体积均为 此即阿伏加德罗定律,符合该定律的气体,称之为理想气体,理想气体的P、V、T通常符合,关于R称之为普遍常量,上述公式涉及的单位详见P107.

  前面讲到气体的状态涉及P、V、T,那么P、V、T究竟是什么,如何产生的呢?

  我们知道气体分子通常是运动的,关于气体体积V比较容易理解,它通常和盛装气体容器有关,因此在此不再叙述压强如何产生的呢?我们在雨天打伞,雨点打在伞上你会通过手感到雨点对伞的压力,如果将装在容器的气体分子想像成雨点,由于它们无规则杂乱无章的热运动,必然和装它的容器壁发生冲撞,大量分子对器壁的冲撞就会形成对器壁的压力作用,此即压强成因,如果是理想气体的话,则其压强可通过下式求取

  是单位体积的平均分子数,V为分子热运动的速率。

  关于反映分子热运动的分子速率主要三种

  最慨然速率,通常 表示,

  方均根速率,通常 表示,

  平均速率

  上述理想气体压强公式中,V为方均根速率的平方。

  上面介绍了压强的微观本质和压强的计算公式,那么什么是温度呢?

  温度是衡量分子热运动的剧烈程度的,在数值上它和分子热运动的平均平动动能有关,分子的平均平动动能是指将分子看成一个质点,作平移运动,其热运动动能就是平动动能,其量化公式,分子作无规则热运动表明分子具有能量,这种能量不仅仅体现在平动动能上,还体现在分子可以转动,振动等运动形式上,将上述所有可能的能量的和称之为分子热运动总能量。每个分子平均总能量 ,i为自由度,关于自由度大家要记清楚不同分子种类的自由度,详见P114页。

  除了上述分子热运动能外分子和分子间还存在势能,将分子热运动的功能和热能的和叫作物质的内能,对于理想气体,由于忽视分子间作用力,所以理想主体的内能是指分子热运动动能的总和。

  质量M,摩尔质量mol的的理想气体内能

  要牢牢掌握

  本章节留阅读,教材第7节气体分子热运动的速率分布规律,在115页,希望课后认真阅读。

  热力学基础这一章是这一篇的重点,热力学基础这一章主要分为两部分内容:

  (1)气体状态从一个状态向另一个状态变化,从能量角度涉及哪几个物理量,对于几种典型的变化过程Q、W、E如何计算。

  (2)气体状态从一个状态向另一个状态改变能不能发生,如果能够发生,发生条件是什么,前者和热力学第一定律有关,后者和热力学第二定律有关。

  热力学系统从平衡状态1向状态2变化中,外界对系统所作的功和外界给系统的热量二者之和是恒定的。等于系统的内能。

  定律表明:

  1.状态改变涉及功、热、内能

  2.功、热、内能三者建立了量上的关系,那么

  平衡过程中功、能、热如何计算呢?

  平衡过程中功的计算:

  平衡过程中热量的计算:

  C是摩尔热容量, 通常又分为定压摩尔热容量和定容摩热容量。

  因此对于等压过程热量计算

  对于等容过程热量计算

  内能的计算

  原则上,上述对热、功、内能计算的方法对所有状态改变所经历的过程来讲,计算公式都是适用的。

  下面我们就以几个变化过程为例,看实际状态改变过程三个物理量变化如何计算的。

  A.等容过程

 

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