DL 热学是以物质的热运动以及热运动与其它运动形 态之间的转化规律为其研究对象的一门学科。概括 来讲,研究与冷热有关的一切现象的一门学科 宏观现象:指空间线度>108~10°米、由大量微 观粒子组成的系统整体以及场在大范围内所表现出 来的现象 宏观量:描述宏观现象的物理量。如物体的温度、压 强、热容量等。在宏观上能够直接进行测量和观察。 微观现象:指空间线度<10-10米的粒子(原 子、分子、各种基本粒子)和场在极其微小的空间 范围内所发生的现象
热学是以物质的热运动以及热运动与其它运动形 态之间的转化规律为其研究对象的一门学科。概括 来讲，研究与冷热有关的一切现象的一门学科。 宏观量：描述宏观现象的物理量。如物体的温度、压 强、热容量等。在宏观上能够直接进行测量和观察。 宏观现象：指空间线度 米、由大量微 观粒子组成的系统整体以及场在大范围内所表现出 来的现象。 8 6 10 10 − − 微观现象：指空间线度 米的粒子（原 子、分子、各种基本粒子）和场在极其微小的空间 范围内所发生的现象。 9 8 10 10 − −
微观量:描述微观现象的物理量。如分子的质量 分子的速度、分子的体积等。在宏观上不能直接进 行测量和观察。 热现象:一切与物体冷热程度有关的物理性质及 状态变化的现象。热现象是一种宏观现象 热学发展历史1.技术物理技术模式 的两大特征:2.两种研究方法两种理论 ①微观理论:统计物理学 从物质的微观结构出发,研究对象~气体;用 统计方法大量气体分子的热运动的规律,确定宏 观量与微观量的联系,并对气体的某些性质给予 微观本质说明。 由基本假设 构造性理论
1.技术——物理——技术模式 2.两种研究方法——两种理论 ①微观理论：统计物理学 从物质的微观结构出发，研究对象～气体；用 统计方法大量气体分子的热运动的规律，确定宏 观量与微观量的联系，并对气体的某些性质给予 微观本质说明。 由基本假设 构造性理论 热现象：一切与物体冷热程度有关的物理性质及 状态变化的现象。热现象是一种宏观现象。 微观量：描述微观现象的物理量。如分子的质量、 分子的速度、分子的体积等。在宏观上不能直接进 行测量和观察。 热学发展历史 的两大特征：
②宏观理论:热力学 不涉及物质的微观本质,根据由观察和实验所归 纳、总结出来的宏观热现象所遵循的基本定律,用 严密的逻辑推理方法,研究宏观物体的热的性质的 门学科。 具体而言,用能量转化观点,从宏观上研究物质 状态变化时,热、功、内能等宏观量变换规律的 学科。 由现象出发—原理性理论 3.两种理论的相互关系:互相补充,相辅相成 热力学 宏观理论,基本结论来自实验事实, 普遍可靠,但不能解释其微观本质。 验证其理论解释其理论 统计物理微观理论,揭示热现象本质
验证其理论 解释其理论 3.两种理论的相互关系：互相补充，相辅相成 统计物理 热力学 宏观理论，基本结论来自实验事实， 普遍可靠，但不能解释其微观本质。 微观理论，揭示热现象本质。 ②宏观理论：热力学 不涉及物质的微观本质，根据由观察和实验所归 纳、总结出来的宏观热现象所遵循的基本定律，用 严密的逻辑推理方法，研究宏观物体的热的性质的 一门学科。 由现象出发 原理性理论 具体而言，用能量转化观点，从宏观上研究物质 状态变化时，热、功、内能等宏观量变换规律的一 门学科
研究物质热现象、热运动的学科 微观 理论体系 宏观 统 计以气体分 以事实 热 物 理子热运动研究方法为基础, 学规律为基 应用热学 础,用统 力学基 计方法 本定律 分析宏观本 验证微观理 质 相互关系 论
微 理论体系 观 宏 观 研究方法 以气体分 子热运动 规律为基 础，用统 计方法。 以事实 为基础， 应用热 力学基 本定律 统 计 物 理 学 研究物质热现象、热运动的学科 热 力 学 分析宏观本 质 相互关系 验证微观理 论
第六章热力学基础 结构框图 等值过程 理想气体准静态热力学 应用 物态方程 过程第一定律(理想气体)绝热过程 热力学系统功 内能变化的 热力学(对热机效循环过程 第二定律率的研究 两种量度热量 卡诺循环 主要内容: 熵→熵增加原理 平衡态、准静态过程,热量、功、内能等基本概念, 热力学第一定律及其对理想气体各等值过程的应用, 理想气体的摩尔热容,循环过程,卡诺循环,热力学 第二定律,熵和熵增加定理等 学时:8
第六章 热力学基础 结构框图 学时：8 应用 热力学系统 内能变化的 两种量度 功 热量 热力学 第一定律 热力学 第二定律 等值过程 绝热过程 循环过程 卡诺循环 （理想气体） （对热机效 率的研究） 理想气体 物态方程 准静态 过程 熵 熵增加原理 平衡态、准静态过程，热量、功、内能等基本概念， 热力学第一定律及其对理想气体各等值过程的应用， 理想气体的摩尔热容，循环过程，卡诺循环，热力学 第二定律，熵和熵增加定理等。 主要内容：
§6-1气体物态参量平衡态理想气体物态方程 气体的物态参量 状态参量平衡态的描述 确定平衡态的宏观性质的量称为状态参量。 常用的状态参量有四类: 几何参量(如:气体体积) 力学参量(如:气体压强) 化学参量(如:混合气体各化学组 分的质量和摩尔数等) 电磁参量(如:电场和磁场强度, 电极化和磁化强度等 热学参量(如:温度) 力学中的基本量:长度(1)、时间(t)和质量(m)
§6-1 气体物态参量 平衡态 理想气体物态方程 一、气体的物态参量 状态参量——平衡态的描述 确定平衡态的宏观性质的量称为状态参量。 常用的状态参量有四类： 几何参量（如：气体体积） 力学参量（如：气体压强） 化学参量（如：混合气体各化学组 分的质量和摩尔数等） 电磁参量（如：电场和磁场强度， 电极化和磁化强度等） 热学参量（如：温度） 力学中的基本量:长度(l)、时间(t)和质量(m)
热学中气体的物态参量(宏观态):气体的体积V 压强p和热力学温度T三个物理量。 其中:体积V和压强P是力学量,而温度T是气体冷热 程度的量度,属热学量 二、p、V、T的单位 1.气体体积V: 指气体所能达到的空间。对于处在容器中的气 体,容器的体积就是气体的体积。 国际单位制(SI单位:立方米,符号:m3 常用其它单位:立方分米,即升( Liter),符号:L LL=1dm3=10-3m 2气体压强p:作用于容器器壁上单位面积的正压 力,即p=F/S
其中：体积V和压强P是力学量，而温度T是气体冷热 程度的量度，属热学量。 热学中气体的物态参量（宏观态)：气体的体积V、 压强p和热力学温度T三个物理量。 二、p、V、T的单位 1.气体体积V： 指气体所能达到的空间。对于处在容器中的气 体，容器的体积就是气体的体积。 国际单位制(SI)单位:立方米，符号：m 3 常用其它单位：立方分米，即升(Liter)，符号：L 1L＝1dm3＝10-3m 3 2.气体压强p: 作用于容器器壁上单位面积的正压 力，即p＝F/S
国际单位制(SI)单位:帕斯卡,符号:Pa 常用其它单位:标准大气压,符号:atm: 厘米汞柱高,符号:cmHg 标准大气压:450纬度海平面处测得0时大气压的值 lam=76cm=1.01325×10°Pa 3.温度:物体冷热程度的量度 温标( Temperature Scale定义:温度的数值表示法。 热力学温枟是建立在第二定律基础上,不依赖于任 何物质的特性的温标 热力学温度国际单位:开尔文( Kelvin),符号:K 工程上和日常生活中,目前常使用摄修斯温标,简 称摄氏温标。温度的符号:t,单位符号:0C
国际单位制(SI)单位:帕斯卡，符号：Pa 常用其它单位：标准大气压，符号：atm； 厘米汞柱高，符号：cmHg 3.温度: 物体冷热程度的量度。 5 1 76 1.01325 10 atm cmHg Pa = = 标准大气压：450纬度海平面处测得0 0C时大气压的值。 温标（Temperature Scale)定义：温度的数值表示法。 热力学温标是建立在第二定律基础上，不依赖于任 何物质的特性的温标。 热力学温度国际单位：开尔文（Kelvin)，符号：K 工程上和日常生活中，目前常使用摄修斯温标，简 称摄氏温标。温度的符号:t，单位符号: 0C
摄氏温度与热力学温度之间的关系为: t=T-273.15或T=273.15+t 三、平衡态 1.热力学系统(简称系统): 在给定范围内,由大量微观粒子所组成的宏观物体 2.系统的外界(简称外界) 与所研究的热力学系统发生相互作用的其它物体 开放系统与外界有m、E交换 系统了封闭系统与外界有E交换,无m交换 孤立系统与外界无E、m交换
1.热力学系统（简称系统） : 在给定范围内，由大量微观粒子所组成的宏观物体。 t T T t = − = + 273.15 273.15 或 2.系统的外界（简称外界） 与所研究的热力学系统发生相互作用的其它物体。 摄氏温度与热力学温度之间的关系为: 三、平衡态 与外界有 m、E 交换 与外界有 E 交换，无 m 交换 与外界无 E、m 交换 开放系统 孤立系统 系统 封闭系统
3.热力学平衡态: 在不受外界影响的条件下,系统的宏观性质不 随时间变化的状态。 或孤立系统达到的稳定状态。 说明:①指外界对系统既不作功,又不传热; ②理想模型,实际中不存在; ③若气体状态变化很微小,可略去~近似 平衡态 本章所订论的气体状态,除特别声明者外,均为平衡态 4.平衡过程: 由于外界的影响,气体的状态会从某一初始平衡 状态,经过一系列中间的平衡状态,变化到另一平 衡态的过程
在不受外界影响的条件下，系统的宏观性质不 随时间变化的状态。 或孤立系统达到的稳定状态。 说明：①指外界对系统既不作功，又不传热； 本章所讨论的气体状态，除特别声明者外，均为平衡态。 ②理想模型，实际中不存在； ③若气体状态变化很微小，可略去～近似 平衡态。 4.平衡过程： 由于外界的影响，气体的状态会从某一初始平衡 状态，经过一系列中间的平衡状态，变化到另一平 衡态的过程。 3.热力学平衡态：