最新平衡态理想气体状态方程热力学第零定律PPT课件.ppt

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1、平衡态理想气体状态方程热力学平衡态理想气体状态方程热力学第零定律第零定律 大学物理大学物理 12-1 平衡态平衡态 理想气体状态方程理想气体状态方程 热力学第零定律热力学第零定律 理学院 物理系 11/17/2022第十二章第十二章 气体动理论气体动理论 Kinetic theory of gases12-5 能量均分定理能量均分定理 理想气体内能理想气体内能 Equipartition theorem of energy Internal energy of ideal gas12-6 麦克斯韦气体分子速率分布定律麦克斯韦气体分子速率分布定律 The Maxwell distribution

2、 law of speed of gas molecule 12-7 玻耳兹曼能量分布定律玻耳兹曼能量分布定律 The Boltzmann distribution law12-8 分子平均碰撞次数和平均自由程分子平均碰撞次数和平均自由程 Mean collision times and mean free path of molecular 大学物理大学物理 12-1 平衡态平衡态 理想气体状态方程理想气体状态方程 热力学第零定律热力学第零定律 理学院 物理系 11/17/2022 大学物理大学物理 12-1 平衡态平衡态 理想气体状态方程理想气体状态方程 热力学第零定律热力学第零定律 理学

3、院 物理系 11/17/2022 大学物理大学物理 12-1 平衡态平衡态 理想气体状态方程理想气体状态方程 热力学第零定律热力学第零定律 理学院 物理系 11/17/2022 大学物理大学物理 12-1 平衡态平衡态 理想气体状态方程理想气体状态方程 热力学第零定律热力学第零定律 理学院 物理系 11/17/2022 大学物理大学物理 12-1 平衡态平衡态 理想气体状态方程理想气体状态方程 热力学第零定律热力学第零定律 理学院 物理系 11/17/2022 大学物理大学物理 12-1 平衡态平衡态 理想气体状态方程理想气体状态方程 热力学第零定律热力学第零定律 理学院 物理系 11/17/

4、2022 大学物理大学物理 12-1 平衡态平衡态 理想气体状态方程理想气体状态方程 热力学第零定律热力学第零定律 理学院 物理系 11/17/2022三三、热力学第零定律热力学第零定律1.热力学系统热力学系统(Thermodynamics system)在在热热力力学学中中，一一般般把把所所研研究究的的物物体体或或物物体体组组称称为为热力学系统热力学系统，简称为，简称为系统系统。2.外界外界 热力学系统以外的物体称为热力学系统以外的物体称为外界外界。3.热力学系统的分类热力学系统的分类(1)孤立系统孤立系统 与与外外界界没没有有任任何何联联系系(即即没没有有任任何何能能量量或或物物质质的的交

5、交换换，或或者者联联系系微微弱弱，影影响响可可以以忽忽略略不不计计)的的热热力力学学系系统统称为称为:孤立系统孤立系统。大学物理大学物理 12-1 平衡态平衡态 理想气体状态方程理想气体状态方程 热力学第零定律热力学第零定律 理学院 物理系 11/17/2022(2)封闭系统封闭系统 与与外外界界只只有有能能量量的的交交换换而而没没有有物物质质的的交交换换的的热热力力学学系系统统称为称为:封闭系统封闭系统。(3)开放系统开放系统 与外界既有能量交换又有物质交换的热力学系统称为与外界既有能量交换又有物质交换的热力学系统称为:开放系统开放系统。4.热力学的平衡态热力学的平衡态(1)热力学的平衡状态

6、热力学的平衡状态 一一个个孤孤立立的的热热力力学学系系统统，无无论论其其初初始始的的情情况况多多么么复复杂杂，只只要要经经过过足足够够长长的的时时间间，系系统统都都会会达达到到某某种种特特定定的的状状态态，在在这这种种状状态态下下孤孤立立系系统统的的宏宏观观性性质质(温温度度、压压强强、体体积积)在在长长时时间内不会发生任何变化。这种状态称为间内不会发生任何变化。这种状态称为热力学的平衡状态热力学的平衡状态。大学物理大学物理 12-1 平衡态平衡态 理想气体状态方程理想气体状态方程 热力学第零定律热力学第零定律 理学院 物理系 11/17/2022(2)热动平衡热动平衡 热热力力学学的的平平衡

7、衡状状态态又又称称为为热热动动平平衡衡。因因为为组组成成系系统统的的分分子子或或原原子子仍仍在在作作永永不不停停息息的的热热运运动动，而而且且因因为为碰碰撞撞，每每个个分分子子的的速速度度经经常常在在变变，但但是是系系统统的的宏宏观观量量不随时间改变。宏观上表现为平衡态。不随时间改变。宏观上表现为平衡态。5.热力学的平衡态的特点热力学的平衡态的特点(1)系统的宏观性质系统的宏观性质(温度、压强等温度、压强等)不随时间变化。不随时间变化。(2)组成系统的分子或原子在平衡态时仍然处在不停的组成系统的分子或原子在平衡态时仍然处在不停的 运动中。运动中。(3)不同的热力学平衡系统，具有不同的宏观物理性

8、质不同的热力学平衡系统，具有不同的宏观物理性质 (温度、压强等温度、压强等)。大学物理大学物理 12-1 平衡态平衡态 理想气体状态方程理想气体状态方程 热力学第零定律热力学第零定律 理学院 物理系 11/17/20226.热平衡与平衡过程热平衡与平衡过程(1)绝热和透热绝热和透热 如果被某器壁隔开的两个热力学系统之间，在不如果被某器壁隔开的两个热力学系统之间，在不发生物质交换和力的相互作用的前提下，发生物质交换和力的相互作用的前提下，两个系统的两个系统的状态可以独立的变化状态可以独立的变化，称这两个系统之间是，称这两个系统之间是绝热的绝热的，否则就是否则就是透热透热的。的。(2)热接触热接触

9、 两个通过两个通过透热物体透热物体(透热壁透热壁)而相互接触的系统称为而相互接触的系统称为热接触热接触。(3)热平衡热平衡(系统之间的热平衡系统之间的热平衡)大学物理大学物理 12-1 平衡态平衡态 理想气体状态方程理想气体状态方程 热力学第零定律热力学第零定律 理学院 物理系 11/17/2022(4)平衡过程平衡过程 从一个状态到另一个状态的变化过程如果进展的从一个状态到另一个状态的变化过程如果进展的十分缓慢十分缓慢，所经历的一系列中间状态都，所经历的一系列中间状态都无限接近平衡无限接近平衡态态，这个过程就称为，这个过程就称为平衡过程，又称准静态过程平衡过程，又称准静态过程。(5)实际过程

10、实际过程 在在实实际际问问题题中中，除除了了一一些些进进行行极极快快的的过过程程(如如爆爆炸炸过过程程)外外，大大多多数数情情况况下下都都可可把把实实际际过过程程近近似似看看成成是是准准静态过程。静态过程。大学物理大学物理 12-1 平衡态平衡态 理想气体状态方程理想气体状态方程 热力学第零定律热力学第零定律 理学院 物理系 11/17/20227.热平衡定律热平衡定律(热力学第零定律热力学第零定律)同时与同时与第三个第三个系统达到热平衡的系统达到热平衡的两个系统两个系统也必处于也必处于热平衡状态之中。这一经验规律称为热平衡状态之中。这一经验规律称为热平衡定律热平衡定律，也称，也称为为热力学第

11、零定律。热力学第零定律。热平衡定律是热力学中的一条重要的基本规律热平衡定律是热力学中的一条重要的基本规律。如果如果A 和和C 处处于热平衡状态于热平衡状态B 和和C 也处于也处于热平衡状态热平衡状态则则A 和和B 也处也处于热平衡状态于热平衡状态 大学物理大学物理 12-1 平衡态平衡态 理想气体状态方程理想气体状态方程 热力学第零定律热力学第零定律 理学院 物理系 11/17/20228.温度温度 根根据据热热平平衡衡定定律律可可以以证证明明：热热力力学学系系统统存存在在一一个个可可以以由由系系统统状状态态决决定定的的函函数数，对对于于处处于于热热平平衡衡条条件件下下的的两两个个热热力力学学系系统统，该该函函数数值值相相等等。这这个个由由系系统统状状态态所所决决定定的函数被称为的函数被称为温度温度。从从热热力力学学的的角角度度讲讲：温温度度是是可可以以用用来来标标志志两两个个热热力力学系统是否达到热平衡的物理量学系统是否达到热平衡的物理量。9.温标温标 在热力学中，把温度的数值表示法称为温标。在热力学中，把温度的数值表示法称为温标。结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！16