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1、在热学中所研究的对象,都是由大量分子或原子组成的宏观物体或物体系统(如气体、液体、固体等),称为热力学系统,简称系统(或体系)。系统以外的物质统称为外界或环境。 请看示例(见图),例如,若以一台贮气罐内的气体作为研究系统,则罐外周围的物质(如空气或水等)就是外界,而罐壁近似的可看为该系统的边界。,热力学系统,若热力学系统不受外界影响,即系统与外界不交换任何能量(作功和传递能量)和物质,这种系统是完全封闭的,称为封闭系统。,对于一个封闭系统,在经过相当长的时间后,此系统整体的宏观性质将不随时间而变化、且具有确定的状态。热力学系统所处的这种状态称为平衡状态,简称平衡态。系统处于平衡态时的另一特征,
2、表现为系统内部没有宏观的粒子流动和能量流动。 应当指出,热力学系统总是不可避免地会与外界发生程度不同的能量和物质传递,理想化的平衡态难以存在。如果系统的宏观性质变化很微小,可以忽略不计时,则系统的状态可以近似看成平衡态。,1、平衡态,注意:热力学平衡态又被称为“热动平衡态”,它只是一种宏观上的“静寂状态”。而实际上组成该系统的大量分子仍不停地作无规则的热运动,只不过分子热运动总的平均效果不随时间变化而已。,对一定量(即质量M 一定)的气体,当处于平衡态时,可以用压强p、体积V 以及温度T 等三个宏观物理量来描述其状态,这三者称为气体的状态参量。体积V 在忽略气体分子大小的条件下,气体体积的意义
3、是指气体分子自由活动的空间大小,即容器的容积。体积的单位是 m3 或 cm3 ,另外还有 l(升)。其换算关系为1升= 103cm =10-3m3。 压强p大量气体分子对容器壁碰撞的宏观表现是气体对器壁的压力。压力恒垂直于器壁表面。若以F表示压力,S为器壁的表面积,则作用器壁单位面积上的压力叫压强,用 p表示,则:p = F / S,2、气体的状态参量,压强的单位 SI制:帕斯卡,简称帕,其符号为1Pa = 1 Nm-2。 此外,也常用毫米汞高( mmHg )和标准大气压(atm)作为压强的单位,它们之间换算关系为 1atm=760 mmHg= 1.013105 Pa,1mmHg=133.3 Pa,温度T 温度是表征物体冷热程度的物理量,较热的物体具有较高的温度。在本质上,温度的高低反映了物体内部大量分子热运动的剧烈程度。温度的数值表示方法叫温标。各种各样温度计的数值都是由各种温标决定的,常用的有:热力学温度(旧称绝对温度),用T 表示,在SI中,单位称为开尔文,符号为K。摄氏温度,用 t 表示,单位为C,它与热力学温度的关系为t = T - 273.16 T- 273 。,