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1、课程主讲人：物理学第七版12-1 平衡态 理想气体物态方程 热力学第零定律第十二章第十二章 气体动理论气体动理论12-1 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2物理学第七版 研究对象研究对象 热运动热运动: 构成宏观物体的大量微观粒子构成宏观物体的大量微观粒子的永不休止的无规则运动的永不休止的无规则运动. 热现象热现象: 与温度有关的物理性质的变化与温度有关的物理性质的变化.研究对象特征研究对象特征 单个单个分子分子: 无序、具有偶然性、遵循力无序、具有偶然性、遵循力学规律学规律.整体整体( (大量分子大量分子) ): 服从统计规律服从统计规律
2、 .第十二章第十二章 气体动理论气体动理论12-1 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3物理学第七版 宏观宏观量量: 表示大量分子集体特征的物理表示大量分子集体特征的物理量量( (可直接测量可直接测量) )，如，如 p、V 、 T 等等. 微观微观量量: 描述个别分子运动状态的物理描述个别分子运动状态的物理量量( (不可直接测量不可直接测量) )，如分子的，如分子的m 、 等等.v宏观宏观量量微观微观量量统计平均统计平均第十二章第十二章 气体动理论气体动理论12-1 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
3、学第零定律4物理学第七版 研究方法研究方法1 热力学热力学 宏观宏观描述描述2 气体动理论气体动理论 微观微观描述描述第十二章第十二章 气体动理论气体动理论12-1 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5物理学第七版一一 气体的物态参量气体的物态参量( (宏观量宏观量) )TVp, 1 压强压强 ： 力学力学描述描述p 单位单位: 2mN 1Pa 1Pa 1001. 1atm 15 标准大气压标准大气压:纬度纬度 海平面处海平面处, 时的时的大气压大气压.450C 2 体积体积 : 几何几何描述描述331 m10 LV单位单位: 第十二章第十二
4、章 气体动理论气体动理论12-1 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6物理学第七版 3 温度温度 : 热学热学描述描述TK273/ CTt单位单位: ( (开尔文开尔文) ).K二二 平衡态平衡态 一定量的气体，一定量的气体，在不受外界的影响下，在不受外界的影响下，经过一定的时间，系统达到一个稳定的宏观经过一定的时间，系统达到一个稳定的宏观性质不随时间变化的状态，称为平衡态性质不随时间变化的状态，称为平衡态.第十二章第十二章 气体动理论气体动理论12-1 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7
5、物理学第七版TVp,TVp,真真 空空 膨膨 胀胀pVO),(TVp),(TVp第十二章第十二章 气体动理论气体动理论12-1 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8物理学第七版平衡态的特点平衡态的特点),(TVppV),(TVp( (1) )单一性单一性 ( (p，T 处处相等处处相等) )；( (2) )物态的物态的稳定性稳定性 与时间无关；与时间无关；( (3) )自发过程的终点；自发过程的终点；( (4) )热动平衡热动平衡( (有别于力平衡有别于力平衡) ).O第十二章第十二章 气体动理论气体动理论12-1 12-1 平衡态平衡态 理
6、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9物理学第七版三三 理想气体物态方程理想气体物态方程 物态方程物态方程: 理想气体平衡态宏观参量间的理想气体平衡态宏观参量间的函数关系函数关系 .理想气体宏观定义理想气体宏观定义: 遵守三个实验定律的气体遵守三个实验定律的气体.第十二章第十二章 气体动理论气体动理论12-1 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10物理学第七版11KmolJ 31.8R摩尔气体常量摩尔气体常量222111TVpTVp对一定质量的对一定质量的同种气体同种气体RTMmRTpV理想气体物理想气体物态方程一态方
7、程一mmM 系统总质量，系统总质量， 摩尔质量，摩尔质量， 单个分子质量单个分子质量第十二章第十二章 气体动理论气体动理论12-1 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11物理学第七版123AKJ 1038. 1/NRkk 称为玻耳兹曼常量称为玻耳兹曼常量.n =N/V，为气体分子数密度，为气体分子数密度.理想气体物理想气体物态方程二态方程二nkTp Nmm mNMA第十二章第十二章 气体动理论气体动理论12-1 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12物理学第七版四四 热力学第零定律热力学第零
8、定律 如果物体如果物体 A 和和 B 分别与物体分别与物体 C 处于处于热平衡的状态，那么热平衡的状态，那么 A 和和 B 之间也处于之间也处于热平衡状态热平衡状态.第十二章第十二章 气体动理论气体动理论13物理学第七版本章目录本章目录选择进入下一节：选择进入下一节：12-1 12-1 平衡态平衡态 理想气体物态方程理想气体物态方程 热力学热力学 第零定律第零定律12-2 12-2 物质的微观模型物质的微观模型 统计规律性统计规律性12-3 12-3 理想气体的压强公式理想气体的压强公式12-4 12-4 理想气体分子的平均平动动能与温理想气体分子的平均平动动能与温 度的关系度的关系12-0 12-0 教学基本要求教学基本要求第十二章第十二章 气体动理论气体动理论14物理学第七版本章目录本章目录选择进入下一节：选择进入下一节：12-5 12-5 能量均分定理能量均分定理 理想气体的内能理想气体的内能12-6 12-6 麦克斯韦气体分子速率分布律麦克斯韦气体分子速率分布律* 12-7 12-7 玻耳兹曼能量分布律玻耳兹曼能量分布律 等温气压公式等温气压公式 12-8 12-8 分子的平均碰撞频率和平均自由程分子的平均碰撞频率和平均自由程* 12-9 12-9 气体的迁移现象气体的迁移现象* 12-10 12-10 实际气体的范德瓦耳斯方程实际气体的范德瓦耳斯方程