大学物理：12.1-4理想气体物态方程 压强 温度

第十二章第十二章 气体动理论气体动理论热学前言：热学前言：热学的研究对象热学的研究对象：理想气体的热运动热运动热运动：（固体、液体、气体）大量微粒（原子，分子等）不停地无规则运动研究对象（系统）的复杂性研究对象（系统）的复杂性：大量微粒1023；速度102103ms-1；线度10-10m；质量10-26kg；每秒碰撞次数109宏观量宏观量: : 表示大量分子集体特征的物理量表示大量分子集体特征的物理量( (可直接测可直接测量量) )，如，如 p，V，T 等等. .微观量微观量: : 描述个别分子运动状态的物理量描述个别分子运动状态的物理量( (不可直不可直接测量接测量) )，如分子的，如分子的m ， 等等. .v统计平均统计平均 统计平均统计平均宏观宏观量量微观微观量量伽尔顿板实验伽尔顿板实验 小球在伽尔小球在伽尔顿板中的分布规顿板中的分布规律律 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 研究方法研究方法2 2 热力学热力学 宏观宏观描述描述1 1 气体动理论气体动理论 微观微观描述描述 12-1 平衡态平衡态 理想气体物态方程理想气体物态方程 热力学第零定律热力学第零定律一、气体的状态参量一、气体的状态参量1p国际单位：牛顿国际单位：牛顿/米米2(Nm-2), 帕帕(Pa)Pa Nm-2另：另：2V国际单位：米国际单位：米3 (m32V国际单位：米国际单位：米3 (m33T温标温标绝对温标绝对温标T273.16 K3T温标温标绝对温标绝对温标T273.16 K摄氏温标摄氏温标 t T 华氏温标华氏温标 tF t 二、平衡态二、平衡态TVp,TVp,真真 空空 膨膨 胀胀pVo),(TVp),(TVp(1) (1) 单一性单一性 ( (p，T 处处相等处处相等) )；(2) (2) 物态的稳定性物态的稳定性 与时间无关；与时间无关；(3) (3) 自发过程的终点；自发过程的终点；(4) (4) 动态平衡动态平衡( (有别于力平衡有别于力平衡). ).平衡态的特点平衡态的特点三、理想气体的状态方程三、理想气体的状态方程理想气体理想气体质量为质量为mMNAmol -1阿伏伽德罗常数阿伏伽德罗常数nk R 平衡态下平衡态下例例解：解：四四 热力学第零定律热力学第零定律 如果物体如果物体 A A 和和 B B 分别与物体分别与物体 C C 处于热平衡的状处于热平衡的状态，那么态，那么 A A 和和 B B 之间也处于热平衡之间也处于热平衡. . 12-3 理想气体的压强及 温度的微观意义一、何谓理想气体？一、何谓理想气体？宏观上宏观上微观上微观上自由、弹性小球。自由、弹性小球。宏观上宏观上微观上微观上概率概率 :正面：正面：50反面：反面：50何谓理想气体平衡态？何谓理想气体平衡态？概率概率 :正面：正面：50反面：反面：50平均速度平均速度0平均速度平均速度0平衡态下平衡态下动态平衡动态平衡 二、理想气体的压强公式二、理想气体的压强公式压强一、理想气体的压强公式一、理想气体的压强公式压强设设单位体积内单位体积内ni一个分子一个分子一次一次dtdSvixdtvidtdtvixdtvidtdtdtvixdtvidtdt持续持续定义 vixdtvidt持续持续( 气体质量密度气体质量密度 )定义 ( 压强公式压强公式)( 气体质量密度气体质量密度 )p p( 压强公式压强公式)说明p p 三、温度公式三、温度公式p = nkT方均根速率方均根速率 温度的微观意义：温度的微观意义：二、温度公式二、温度公式p = nkT方均根速率方均根速率 温度的微观意义：温度的微观意义：例例 解：解：( (解毕解毕 ) )1. 2. pVT 3. 4. 5.