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1、第1页/共12页一、热力学系统由大量微观粒子（分子、原子）所组成的宏观体系称为热力学系统。我们主 要 考 虑 由 大 量 气 体 分 子（原 子）作 无 规 则 运 动 所 构 成 的 热 力 学 系 统（thermodynamics system）。二、平衡态在与外界无能量和物质交换的条件下，系统内部没有化学反应，系统的宏观性质不随时间变化的状态称为热力学平衡态（thermal equilibrium state），简称平衡态。第2页/共12页一个系统处于热力学平衡态，必须同时满足两个条件：（1）系统与外界无能量交换：（2）系统宏观状态不随时间变化。三、描述气体系统的状态参量系统处于热力学平
2、衡态时，描述系统宏观物理性质的物理量称为状态参量（state variables）。对于一定质量的理想气体（ideal gas），其状态可用三个参量描述：（1）体积（V）。第3页/共12页（2）压强（P）。（3）温度（T）。绝对热力学温度的单位为“开尔文”，简称“开”，用符号“K”表示。绝对热力学温度T与摄氏温度t之间的关系为：四、理想气体的状态方程（P1、V1、T1）（P2、V2、T2）第4页/共12页（P1、V1、T1）（P2、V2、T2）（Pc、V2、T1）等温 等容 在第一变化过程中，根据玻意耳一马略特定律，有在第二变化过程中，根据查理定律，有第5页/共12页 所以质量为所以质量为M，
3、摩尔质量为，摩尔质量为 的理想气体在标的理想气体在标准状态下体积准状态下体积令令：标：标准状态下摩准状态下摩尔体积。尔体积。：标准大气压。标准大气压。：0C。（普适气体恒量）第6页/共12页这就是理想气体的状态方程，也称克拉珀珑方程。克拉珀珑肖像克拉珀珑肖像第7页/共12页71 气体在平衡状态时有何特征？气体的平衡态与力学中所讲的平衡有什么不同？72 一根金属杆一端置于沸水中，另一端和冰接触，当沸水和冰的温度维持不变时，则金属杆上各点的温度将不随时间变化。试问金属杆这时是否处于平衡态？为什么？73 有人认为：“对于一定量的某种气体，如果同时符合三个气体实验定律（玻意耳马略特定律、盖吕萨克定律、
4、查理定律）中的任意两个，那么它就必然符合第三个定律”。这种说法对吗？为什么？74 同一地方，一年四季大气压强一般差别不大，为什么在冬天空气的密度比较大？第8页/共12页【例题71】一氧气瓶的容积为30L，其中氧气的压强为120atm，规定瓶内的氧气压强降到10atm就要充气，以免混入其他气体而洗瓶。今有一工厂，每天要用1.0atm的氧气350L，问一瓶氧气能用几天（设使用过程中，温度不变）?解：思路 用掉的氧气的总质量每天用掉的氧气的质量 用掉的氧气的总质量/每天用掉的氧气的质量=一瓶氧气使用的天数，（1）求用掉的氧气的总质量。以以瓶瓶中中氧氧气气为为研研究究对对象象，过过程程的的初初末末平平衡衡态态分分别别为为P1、V1、T1和和P2、V2、T2。设设使使用用前前和和需需要要充充气气时时瓶瓶内内的的氧氧气气质质量量分分别别为为M1和和M2，气气体体的的摩摩尔尔质质量量为为Mmol。根据理想气体的状态方程，有根据理想气体的状态方程，有 第9页/共12页（2）求每天用掉的氧气的质量。以每天用掉的氧气为研究对象，其平衡态为P3、V3、T3，设每天用掉的氧气质量为M3，根据理想气体的状态方程，有第10页/共12页（3）用每天用掉的氧气的质量M3除用掉的氧气的总质量M，得一瓶氧气使用的天数n，即第11页/共12页谢谢您的观看！第12页/共12页