56-1平衡态温度理想气体状态方程 第六章 前言 热学的研究对象及内容 ▲对象:宏观物体(大量分子原子系统) 或物体系一热力学系统 例如汽缸: 外界系统 外界 系统分类(按系统与外界交换特点): 孤立系统:与外界既无能量又无物质交换 封闭系统:与外界只有能量交换而无物质交换 开放系统:与外界既有能量交换又有物质交换 2021年2月25日星期四 http://blog.sinacomcn/phy 第1页 返回目录
返回目录 §6-1 平衡态 温度 理想气体状态方程 第六章 2021年2月25日星期四 http://blog.sina.com.cn/phy 第1页 前 言 一. 热学的研究对象及内容 ▲ 对象：宏观物体（大量分子原子系统） 或物体系 — 热力学系统 。 外界 外界 系统 例如汽缸： 孤立系统：与外界既无能量又无物质交换 封闭系统：与外界只有能量交换而无物质交换 开放系统：与外界既有能量交换又有物质交换 系统分类（按系统与外界交换特点）：
56-1平衡态温度理想气体状态方程 第六章 系统分类(按系统所处状态):平衡态系统 非平衡态系统 ▲内容:与热现象有关的性质和规律。 热现象/宏观上说是与温度7有关; 微观上说是与热运动。 2021年2月25日星期四 http://blog.sinacomcn/phy 第2页 返回目录
返回目录 §6-1 平衡态 温度 理想气体状态方程 第六章 2021年2月25日星期四 http://blog.sina.com.cn/phy 第2页 ▲内容：与热现象有关的性质和规律。 微观上说是与热运动有关 。 宏观上说是与温度 有关； 热现象 T 系统分类（按系统所处状态）： 平衡态系统 非平衡态系统
56-1平衡态温度理想气体状态方程 第六章 热学的研究方法 ▲热力学( thermodynamics) 宏观基本实验规律 逻辑推理 热现象规律 特点:普遍性、可靠性。 ▲统计力学( statisticalmechanics) 对微观结构提统计方法热现象规律 出模型、假设 特点:可揭示本质,但受模型局限。 2021年2月25日星期四 http://blog.sinacomcn/phy 第3页 返回目录
返回目录 §6-1 平衡态 温度 理想气体状态方程 第六章 2021年2月25日星期四 http://blog.sina.com.cn/phy 第3页 二 . 热学的研究方法 ▲ 热力学（thermodynamics） 宏观基本实验规律 热现象规律 逻辑推理 特点：普遍性、可靠性。 ▲ 统计力学（statistical mechanics） 对微观结构提 出模型、假设 统计方法 热现象规律 特点：可揭示本质，但受模型局限
56-1平衡态温度理想气体状态方程 第六章 几个概念 1.平衡态( equilibrium state): 在不受外界影响的条件下(与外界无任何 形式的物质与能量交换),系统的宏观性质 不随时间变化的状态(动平衡) 要注意区分平衡态与稳定态。 系统 系统 热 習恒热 热恒 温库 温库 2库温 平衡态 稳定态 2021年2月25日星期四 http://blog.sinacomcn/phy 第4页 返回目录
返回目录 §6-1 平衡态 温度 理想气体状态方程 第六章 2021年2月25日星期四 http://blog.sina.com.cn/phy 第4页 三. 几个概念 1. 平衡态（equilibrium state）： 不随时间变化的状态（动平衡）。 系统的宏观性质 在不受外界影响的条件下 形式的物质与能量交换）， （与外界无任何 要注意区分平衡态与稳定态。 平衡态 T1 T1 热 库 （ 恒 温 ） 系统 稳定态 T2 热 库 热 库 T1 （ 恒 温 ） （ 恒 温 ） 系统
56-1平衡态温度理想气体状态方程 第六章 ④2.宏观量( macroscopic quantity): 表征系统宏观性质的物理量(可直接测量)。 广延量(有累加性):如M、V、E ●●● 宏观量 强度量(无累加性):如八、T 3.微观量( microscopic quantity) 描写单个微观粒子运动状态的物理量(一般 只能间接测量)。如分子的m,υ,d… 2021年2月25日星期四 http://blog.sinacomcn/phy 第5页 返回目录
返回目录 §6-1 平衡态 温度 理想气体状态方程 第六章 2021年2月25日星期四 http://blog.sina.com.cn/phy 第5页 宏观量 描写单个微观粒子运动状态的物理量 只能间接测量）。 3. 微观量（microscopic quantity）： （一般 如分子的 m，v，d… 2. 宏观量（macroscopic quantity）： 表征系统宏观性质的物理量（可直接测量）。 广延量（有累加性）：如M、V、E 强度量（无累加性）：如p、T
56-1平衡态温度理想气体状态方程 第六章 4物态参量(态参量)( state parameter 描写平衡态的宏观物理量。 如:气体的p、VT 气体压强P作用于容器壁上p,V,7 单位面积的正压力(力学描述) 单位:1Pa=1N 标准大气压:45纬度海平面处,0C时的大气压 1atm=1013×103Pa 2021年2月25日星期四 http://blog.sinacomcn/phy 第6页 返回目录
返回目录 §6-1 平衡态 温度 理想气体状态方程 第六章 2021年2月25日星期四 http://blog.sina.com.cn/phy 第6页 4. 物态参量（态参量）（state parameter）： 描写平衡态的宏观物理量。 如：气体的 p、V、T 气体压强 ：作用于容器壁上 p,V,T 单位面积的正压力（力学描述）. p 单位： 2 1Pa 1N m − = 1atm 1.013 10 Pa 5 = 标准大气压： 纬度海平面处, 时的大气压. 45 0 C
56-1平衡态温度理想气体状态方程 第六章 体积:气体所能达到的最大空间(几何 描述) 单位:1m3=103L=103dm3 温度T:气体冷热程度的量度(热学描述) 单位:温标K(开尔文).T=273.15+t 组态参量、描述 对应个平衡态 5物态方程( equation of state): 态参量之间的函数关系:∫(p,,T)=0 2021年2月25日星期四 http://blog.sinacomcn/phy第7页 返回目录
返回目录 §6-1 平衡态 温度 理想气体状态方程 第六章 2021年2月25日星期四 http://blog.sina.com.cn/phy 第7页 5. 物态方程（equation of state）： 态参量之间的函数关系： f ( p,V,T) = 0 一组态参量 一个平衡态 描述 对应 体积 : 气体所能达到的最大空间（几何 描述）. 3 3 3 3 1m =10 L =10 dm V 单位： 温度 T : 气体冷热程度的量度（热学描述）. 单位：温标 K （开尔文）. T = 273.15 + t
56-1平衡态温度理想气体状态方程 第六章 ④理想气体物态方程 理想气体宏观定义:遵守三个实验定律的气体(即玻 意尔定律(T),查理定律(V),盖一吕萨克定律(P)) 物态方程:理想气体平衡态宏观参量间的函数关系 对一定质量P11_P2V2 的同种气体 理想气体 M P RT 物态方程 M n1o 摩尔气体常量R=8:31J.mo1.K 2021年2月25日星期四 http://blog.sinacomcn/phy 第8页 返回目录
返回目录 §6-1 平衡态 温度 理想气体状态方程 第六章 2021年2月25日星期四 http://blog.sina.com.cn/phy 第8页 物态方程：理想气体平衡态宏观参量间的函数关系 . 1 1 8.31J mol K − − 摩尔气体常量 R = 2 2 2 1 1 1 T p V T p V = 对一定质量 的同种气体 mol M pV RT M 理想气体 = 物态方程 理想气体宏观定义：遵守三个实验定律的气体 （即玻 意尔定律(T) ，查理定律(V)，盖—吕萨克定律(P)） 理想气体物态方程
56-1平衡态温度理想气体状态方程 第六章 理想气体 M RT 物态方程 mol T4>73272>71 P V,< 2 T1 T2 TI T 2021年2月25日星期四 http://blog.sinacomcn/phy 第9页 返回目录
返回目录 §6-1 平衡态 温度 理想气体状态方程 第六章 2021年2月25日星期四 http://blog.sina.com.cn/phy 第9页 P V2 T3>T2>T1 T↑ mol M pV RT M 理想气体 = 物态方程
56-1平衡态温度理想气体状态方程 第六章 6.热平衡态:两系统热接触下,相当长时间 后达到的共同平衡态。 绝热壁 AB绝热壁 器器器器器 导热板 2021年2月25日星期四 http://blog.sinacomcn/phy 第10页 返回目录
返回目录 §6-1 平衡态 温度 理想气体状态方程 第六章 2021年2月25日星期四 http://blog.sina.com.cn/phy 第10页 两系统热接触下，相当长时间 后达到的共同平衡态。 6. 热平衡态： 绝热壁 A B 导热板 绝热壁