《大学物理01热力学系统平衡态理想气体的状态方.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学物理01热力学系统平衡态理想气体的状态方.ppt（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、热力学系统热力学系统 平衡态平衡态理想气体的状态方程理想气体的状态方程 1在这一章里，我们只研究处于在这一章里，我们只研究处于平衡态平衡态的系统。的系统。宏观物体是由大量微粒宏观物体是由大量微粒-分子（或原子）组成的。分子（或原子）组成的。物体中的分子处于永不停息的无规则运动中，其激烈物体中的分子处于永不停息的无规则运动中，其激烈程度与温度有关。分子之间存在着相互作用力。程度与温度有关。分子之间存在着相互作用力。系统：系统：在给定范围内，由大量微观粒子所组成的宏在给定范围内，由大量微观粒子所组成的宏观客体。观客体。热力学平衡态：热力学平衡态：一个系统在不受外界影响的条件下，一个系统在不受外界影
2、响的条件下，如果它的宏观性质不再随时间变化，我们就说这个系如果它的宏观性质不再随时间变化，我们就说这个系统处于热力学平衡态。统处于热力学平衡态。 平衡态下，组成系统的微观粒子仍处于不停的无平衡态下，组成系统的微观粒子仍处于不停的无规运动之中，只是它们的统计平均效果不随时间变化，规运动之中，只是它们的统计平均效果不随时间变化，因此热力学平衡态是一种动态平衡，称之为热动平衡。因此热力学平衡态是一种动态平衡，称之为热动平衡。平衡态是系统宏观状态的一种特殊情况。平衡态是系统宏观状态的一种特殊情况。一、热力学系统一、热力学系统 平衡态平衡态2确定平衡态的宏观性质的量称为确定平衡态的宏观性质的量称为状态参
3、量状态参量。5. .分子之间有间隙。如分子之间有间隙。如 50l 水与水与 50l 酒精混合，混酒精混合，混合液的体积为合液的体积为 97l 而不是而不是100l。再如：在再如：在2万个大气万个大气压下油从钢瓶壁渗出。说明分子之间有间隙。压下油从钢瓶壁渗出。说明分子之间有间隙。4. .分子之间有作用力。当分子间距离较小时为斥力，分子之间有作用力。当分子间距离较小时为斥力，分子间距离较大时为引力。分子间距离较大时为引力。2. .标准标准状态下，状态下，1m3的气体约有的气体约有1025个分子。个分子。1mol气体气体有有6.0221023个分子。个分子。3. .分子在不停地作热运动，在常温常压下
4、每秒发生几分子在不停地作热运动，在常温常压下每秒发生几亿次碰撞。亿次碰撞。了解有关气体的一些性质了解有关气体的一些性质: :1. .气体是由大量分子组成的，气体分子的直径约为气体是由大量分子组成的，气体分子的直径约为10-10m; ; 常用的状态参量有四类：几何参量、力学参量、常用的状态参量有四类：几何参量、力学参量、化学参量和电学参量。化学参量和电学参量。3一个热力学系统的平衡态可由四种状态参量确定。一个热力学系统的平衡态可由四种状态参量确定。1.1.理想气体理想气体气体状态方程：气体状态方程：表征气体平衡态的三个状态参量表征气体平衡态的三个状态参量T T、 V V、和和P P之间存在着的函
5、数关系之间存在着的函数关系。理想气体：理想气体：在任何情况下绝对遵守玻意耳在任何情况下绝对遵守玻意耳马略特定律、马略特定律、盖盖吕萨克定律和查理定律这三条实验规律的气体。吕萨克定律和查理定律这三条实验规律的气体。二、理想气体的状态方程二、理想气体的状态方程 对于一定量的气体，在平衡态下，如果忽略重力对于一定量的气体，在平衡态下，如果忽略重力的作用，可以用体积的作用，可以用体积V V、压强压强P P、温度温度T T来描述它的状态。来描述它的状态。理想气体处于热平衡态下时，理想气体处于热平衡态下时，各状态参量之间的关系：各状态参量之间的关系：2.2.理想气体的状态方程理想气体的状态方程4各物理量的
6、含义：各物理量的含义：1.压强压强P单位面积的压力。单位面积的压力。国际单位：国际单位：牛顿牛顿/米米2，Nm- -2, 帕（帕（Pa）常用单位：常用单位：大气压，大气压，atm从力学角度描写气体状态的物理量。从力学角度描写气体状态的物理量。其它单位：其它单位：厘米厘米汞柱，汞柱，cmHg托，托，Torr理想气体状态方程：理想气体状态方程：2.体积体积 V-气体分子气体分子活动的空间活动的空间体体积。积。 从几何角度描写气体状态的物理量。从几何角度描写气体状态的物理量。 对于对于理想气体理想气体分子大小不计，分子活动的空间体分子大小不计，分子活动的空间体积就是积就是容器的体积容器的体积。5国际
7、单位：国际单位：米米3，m3常用单位：常用单位：升，升，l3.温度温度T从热学角度描写气体状态的物理量。从热学角度描写气体状态的物理量。国际单位：国际单位：绝对温标绝对温标 T 开，开，k常用单位：常用单位：摄氏温标摄氏温标 t 度，度，4.摩尔数摩尔数气体质量气体质量摩尔质量摩尔质量单位：单位：摩尔，摩尔，mol5.普适气体恒量普适气体恒量 R6理想气体状态方程：理想气体状态方程：分子的质量为分子的质量为 m，分子数为分子数为 N， 气体质量：气体质量：摩尔质量：摩尔质量：N0为阿伏加德罗常数，为阿伏加德罗常数，令令:称为玻尔兹曼常数称为玻尔兹曼常数为分子数密度。为分子数密度。3.3.理想气体状态方程的变形理想气体状态方程的变形理想气体状态方程的变形7
