大学物理课程教案(16) 授课类型理论课 授课时间2节 一、授课题目（教学章节成主题）方 第六章热力学基础 6】平衡态方参量和理想气体物态方程 62准静态过程中的功、热和内能 63热力学第一定律及其在理把气体停值过程的应用 二、本授课单元数学目标或要求： 理解平衡志的概念和理想气体状态方程，掌握热力学中功，热量及内能增量的概念及计算， 拿握热力学第一定律：了解微观量，宏夏量，准静态过程，热力学温标，热力学第零和第三定 律。 三、本授课单元教学内容（包然基本内容、重点、难点，引导学生解决重点难点的方法、例题等）： 蒸本内容 61平衡态态参量和理想气体物态方程 1、平衡态equilibri和mate) 在不受外界影响的条件下，系统宏观性质不随时间改变的状态热动平衡) 2、状态参量 1)体积(：在忽略气体分子大小的情况下，气体体积是指气体分子自由话动空间的大小即容 器的体积 2)压强()：气体作用在单位面积器厘上的垂直作用力。从微观上说，压强是大量气体分子对 器壁碰撞的结果。 3)温度(T):宏观上表征物体冷热程度。微观上表示物体内部大量分子热运动的国型程度， 3,热力学第零定律：在与外界影响圆热的条件下，如果物体C与系统A,B达到热平衡，则系统A, B也逐然处于热平衡。 4、理想气体状态方程 对一定的系统，在平衡态下，它的状态参量满足一定的关系。称为状态方程 pwT--是m 6一2准静态过程过程的功、热和内能 1、准静态过程 1).热力学过程 系统由一个平衡方过度到另一平衡态所经过的不同的过程均称热力学过程。 2)。准静态过程 系统在状老发生变化的过程中，每一个中同状老都非常接近平衡态的过程。 3),非准静态过程 中间状态非平衡态的过程。本课程中有美计算功和热量的过程均设为准静态过程· 2、准静态过程中功的计算
2 大学物理 课程教案（16） 授课类型 理论课 授课时间 2 节 一、授课题目（教学章节或主题）： 第六章 热力学基础 6.1 平衡态 态参量和理想气体物态方程 6.2 准静态过程中的功、热和内能 6.3 热力学第一定律及其在理想气体等值过程的应用 二、本授课单元教学目标或要求： 理解平衡态的概念和理想气体状态方程，掌握热力学中功、热量及内能增量的概念及计算， 掌握热力学第一定律；了解微观量，宏观量，准静态过程，热力学温标，热力学第零和第三定 律。 三、本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，引导学生解决重点难点的方法、例题等）： 基本内容： 6-1 平衡态 态参量和理想气体物态方程 1、平衡态(equilibrium state) 在不受外界影响的条件下，系统宏观性质不随时间改变的状态(热动平衡) 2、.状态参量 １)·体积（V）：在忽略气体分子大小的情况下，气体体积是指气体分子自由活动空间的大小即容 器的体积 ２)·压强（p）：气体作用在单位面积器壁上的垂直作用力。从微观上说，压强是大量气体分子对 器壁碰撞的结果。 ３) ·温度（Ｔ）：宏观上表征物体冷热程度。微观上表示物体内部大量分子热运动的剧烈程度。 3、热力学第零定律：在与外界影响隔热的条件下，如果物体Ｃ与系统Ａ、Ｂ达到热平衡，则系统Ａ、 Ｂ也必然处于热平衡。 4、理想气体状态方程 对一定的系统，在平衡态下，它的状态参量满足一定的关系，称为状态方程 RT M m T RT T p V pV 0 0 0 6－2 准静态过程过程的功、热和内能 1、准静态过程 １）. 热力学过程 系统由一个平衡态过度到另一平衡态所经过的不同的过程均称热力学过程。 ２）. 准静态过程 系统在状态发生变化的过程中，每一个中间状态都非常接近平衡态的过程。 3）. 非准静态过程 中间状态非平衡态的过程。本课程中有关计算功和热量的过程均设为准静态过程。 2、准静态过程中功的计算
体积功：在准静态过程中，气体或液体体积发生支化的功。A=广 功是一个过程量，A>0,系统对外作功：A0,系统吸热：Q<0系统政热。 3、准静态过程中内能增量的计算 内能是状态量，是状态参量的单值函数：内能的改变贝决定于初、末状态而与所经历的过程无 关。 (1》广义上内能是系统内所有粒子各种能量的总和 (2》在热学中，内能是系统内所有分子热运动动能和分子间相互作用势能的总和。 (3》对于理想气体，内能仅是系统内所有分子热运动的动能。 一定顺量的理想气体，内能E仅是温度T的单值函数，即E=加T,1是分子自由度 M2 27-T. 热力学中关心的是内能的政变量△E。m 6一3热力学第一定律及其在理想气体等值过程的应用 1、热力学第一定律 热力学系统从一个状态变化到另一状态的过程中。外界向系统传递的热量，一部分使系统内能 增如，其余部分则用于系统对外作功。 Q=△E+A 对任意微小的热力学过程O=dE+dA=dE+V 戴学量点：拿程热力学第一定律，准静态过程及准静态过程中功的计算式： 敏学难点：拿捉热力学第一定律，准静态过程及准静态过程中功的计算式： 引导学生解决重点难点的方法采用讲解、提月、讨论、习题的手法。 四、本极课单元教学手段与方法 讲授法。多规体课件结合属板板书，公式推导以黑版板书为主。采用讲解、提问、时论等教 学法。 五、本授课单元思考题、讨论题、作业： 作业：6-1、6-2,6-3、6-4 习题集P475,6 六、本授课单元参考资料（含参考书、文献等。必要时可列出）归 参考书：1、《大学物理练习题汇编) 2、张三慧编著。大学基础物理学，清华大学出版社，2003： 3.程守沫江之水编，普通物理学，高等教育出版社，1995： 4、《College Physics》 3
3 体积功：在准静态过程中，气体或液体体积发生变化的功。 2 1 V V A pdV 功是一个过程量，A> 0，系统对外作功；A 0，系统吸热； Q < 0 系统放热。 3、 准静态过程中内能增量的计算 内能是状态量，是状态参量的单值函数；内能的改变只决定于初、末状态而与所经历的过程无 关。 （1）广义上内能是系统内所有粒子各种能量的总和 （2）在热学中,内能是系统内所有分子热运动动能和分子间相互作用势能的总和。 （3） 对于理想气体，内能仅是系统内所有分子热运动的动能。 一定质量的理想气体，内能 E 仅是温度 T 的单值函数，即 RT i M m E 2 ，i 是分子自由度。 热力学中关心的是内能的改变量 ( ) 2 R T2 T1 i M m E 。 6－3 热力学第一定律及其在理想气体等值过程的应用 1、热力学第一定律 热力学系统从一个状态变化到另一状态的过程中，外界向系统传递的热量，一部分使系统内能 增加，其余部分则用于系统对外作功。 Q E A 对任意微小的热力学过程 dQ dE dA dE pdV 教学重点：掌握热力学第一定律,准静态过程及准静态过程中功的计算式； 教学难点：掌握热力学第一定律,准静态过程及准静态过程中功的计算式； 引导学生解决重点难点的方法：采用讲解、提问、讨论、习题的手法。 四、本授课单元教学手段与方法： 讲授法。多媒体课件结合黑板板书，公式推导以黑板板书为主。采用讲解、提问、讨论等教 学法。 五、本授课单元思考题、讨论题、作业： 作业：６－１、６－２、６－３、６－４ 习题集 Ｐ47 ５、６ 六、本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）： 参考书：1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003； 3、程守洙 江之永编, 普通物理学，高等教育出版社，1995； 4、《College Physics》
大学物理课程教案(17) 授课类型理论课 授课时问2拉 一、授课题目（散学章节或主题）： 第六章热力学基础 63热力学第一定律及其在理想气体等值过程的应用 6.4绝热过程和多方过程 二、本授课单元教学目标或要求： 拿探热力学第一定律，准静态过程及准静态过程中功的计算式：各等值过程的特狂，各等值过程 功、热量内能的计算，状态量与过程量。理解摩尔热容的定义，定容定压摩尔热容，迈耶公式：掌 程绝热过程的特任，绝热过程功、热量和内能的计算。了解绝热过程方程的推导，过程方程与状态 方程的区别，了解地热自由脂账过程。 三、本授课单元散学内容（包括基本内容，重点、难点，引导学生解决重点难点的方法、例题等）刀 善本内容： 6一3热力学第一定律及其在理想气体等值过程的应用（续】 1、率尔热容 1m物质温度升高（成降低）1K所吸收或放出)的热量。 C=lim Q_2 AT dT 由于热量是过程量，故热容量亦是过程量，闲一物规系洗可有无限彩个热容量，常用的热容量 有以下两个。 定体摩尔热容C,和定压摩尔热容C,·它们的定义分别为 G,✉鸣 22 dr C。= 迈耶公式和比热容比 C。=C,+R 7 9=+2 Cy i 例1双原子理想气体，从状态A沿P图所示的直线变化到状态B,试求： (1)气体内能的增量△上： ip (2)气体对外界所作的功A: (3)气体吸收的热量Q: (4)此过程的摩尔热容量C,· 解()内能的增量 AE=m号g:-T)=多P,5-n) M2
4 大学物理 课程教案（17） 授课类型 理论课 授课时间 2 节 一、授课题目（教学章节或主题）： 第六章 热力学基础 6.3 热力学第一定律及其在理想气体等值过程的应用 6.4 绝热过程和多方过程 二、本授课单元教学目标或要求： 掌握热力学第一定律,准静态过程及准静态过程中功的计算式；各等值过程的特征，各等值过程 功、热量内能的计算，状态量与过程量。理解摩尔热容的定义，定容定压摩尔热容，迈耶公式；掌 握绝热过程的特征，绝热过程功、热量和内能的计算。了解绝热过程方程的推导，过程方程与状态 方程的区别，了解绝热自由膨胀过程。 三、本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，引导学生解决重点难点的方法、例题等）： 基本内容： 6－3 热力学第一定律及其在理想气体等值过程的应用（续） 1、 摩尔热容 1mol 物质温度升高(或降低)1K 所吸收(或放出)的热量。 dT dQ T Q C T 0 lim 由于热量是过程量，故热容量亦是过程量，同一物质系统可有无限多个热容量，常用的热容量 有以下两个。 定体摩尔热容 CV 和定压摩尔热容 Cp ，它们的定义分别为 dT dQ C v V dT dQ C p p 迈耶公式和比热容比 Cp CV R 例 1mol 双原子理想气体，从状态 A 沿 p-V 图所示的直线变化到状态 B，试求： （1）气体内能的增量 E ； （2）气体对外界所作的功 A； （3）气体吸收的热量 Q ； （4）此过程的摩尔热容量 Cm 。 解 (1) 内能的增量 ( ) ( ) 2 1 2 2 1 1 2 5 2 R T T p V p V i M m E i i C C V p 2 γ V p V1 V2 A B 0 p2 p1
(2)气体对外作的功A.数值上等于过程曲线与V轴所围面积的大小 4-(+pX5-5) 因为 B.A.即P"p 所以 A=(P:V:-pV) (3)气体吸收的热量Q Q=AE+A=3(:5-p)=3T3-T) (4)此过程的摩尔热容量C, C.=9.3n℃-.3R △TT3-T 6一4她热过程和多方过程 1、绝势过程中的内能增量与对外作功 系统与外界无热量交换的条件下进行的过程称为绝热过程。 特任：Q=0 由格力学第一定律0=△E+A→正=-A=-C(仍-T) 系统对外作功，内能减少，温度碱低，压强也减小，所以，绝热过程中，P,V,T三个参量同时 改变。 2、绝热过程方程 plr =C py--C: VNT=C 3、气体向真空绝熟自由座张的过程（非静态过程） 过程绝热，Q=0 由热力学第一定律0■△E+A→E2-E+A=0 又因为气体向真空绝热自由密张，所以A=0,放有E■E,内能不变，温度不变， 4、多方过程 过程方程：pl”=n,?称为多方指数。等压过程n=0等温过程n=1绝热过程n=y,等 容过程n=0。 数学重点：靠握各等值和绝热过程的特征，过程功，热量，内能的计算：理解状态量与过程量。 教学难点：掌握各等值和绝热过程的特征，过程功、热量、内能的计算：理解状态量与过程量。 引导学生解换重点难点的方法：采用牌解、提何、讨论、习题的手法。 四、本授课单元教学手段与方法 讲授法。多螺体课件结合黑板板书，公式推导以黑板板书为主。采用讲解、提问、时论、习 题的手法。 5
5 (2) 气体对外作的功 A, 数值上等于过程曲线与 V 轴所围面积的大小 ( )( ) 1 2 2 1 2 1 A p p V V 因为 1 1 2 2 V p V p , 即 p2V1 p1V2 所以 ( ) 2 2 1 1 2 1 A p V p V (3) 气体吸收的热量 Q ( ) ( ) Q E A 3 p2V2 p1V1 3R T2 T1 (4) 此过程的摩尔热容量 Cm R T T R T T T Q Cm 3 3 2 1 2 1 ( ) 6－4 绝热过程和多方过程 1、 绝热过程中的内能增量与对外作功 系统与外界无热量交换的条件下进行的过程称为绝热过程。 特征：Q = 0 由热力学第一定律 0 ( ) C T2 T1 M m E A E A V 系统对外作功，内能减少，温度减低，压强也减小，所以，绝热过程中，p，V，T 三个参量同时 改变。 2、 绝热过程方程 pV C1 2 1 p V C 3 1 V T C 3、 气体向真空绝热自由膨胀的过程（非静态过程） 过程绝热，Q = 0 由热力学第一定律 0 E A E2 E1 A 0 又因为气体向真空绝热自由膨胀，所以 A = 0，故有 E2 E1 ，内能不变，温度不变。 4、 多方过程 过程方程： pV const n ，n 称为多方指数，等压过程 n 0 ,等温过程 n 1,绝热过程 n ,等 容过程 n 。 教学重点：掌握各等值和绝热过程的特征，过程功、热量、内能的计算；理解状态量与过程量。 教学难点：掌握各等值和绝热过程的特征，过程功、热量、内能的计算；理解状态量与过程量。 引导学生解决重点难点的方法：采用讲解、提问、讨论、习题的手法。 四、本授课单元教学手段与方法： 讲授法。多媒体课件结合黑板板书，公式推导以黑板板书为主。采用讲解、提问、讨论、习 题的手法
五、本投课单元思考思、讨论思、作业： 作业：6-5,6-6、习题集P5224,25 六、本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）小 参考书：1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著，大学基陆物理学，清华大学出版社，2003： 3、程守沫江之水编，普通物理学，高等教育出版社，1995： 4.《College Physics》 大学物理课程教案(18) 授课类型理论课 授课时问2塑 一、授课题目（教学章节或主题）： 第六章热力学基码 6.5循环过程卡诺循环 二、本授课单元教学目标或要求： 常握循环过程的特征，净功和净热，热机效率的定义及计算，卡诺热机的效率。了解致冷循 环。 三、本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、希点，引导季生解决重点难点的方法、例愿等）： 基本内容： 65循环过程卡话酒环 1、循环过程 系饶由一状老出发，经过任意的一系列过程又回到原来的状态的全过程 A>0 A<0 逆循环 1)、正循环（热循环） 2)、逆循环《致冷循环) 过程特任：E=0△正=0 2、正循环热机效率 6
6 五、本授课单元思考题、讨论题、作业： 作业：６－５、６－６、习题集 Ｐ５２ ２４、２５ 六、本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）： 参考书：1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003； 3、程守洙 江之永编, 普通物理学，高等教育出版社，1995； 4、《College Physics》 大学物理 课程教案（18） 授课类型 理论课 授课时间 2 节 一、授课题目（教学章节或主题）： 第六章 热力学基础 6.5 循环过程 卡诺循环 二、本授课单元教学目标或要求： 掌握循环过程的特征，净功和净热，热机效率的定义及计算，卡诺热机的效率。了解致冷循 环。 三、本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，引导学生解决重点难点的方法、例题等）： 基本内容： 6-5 循环过程 卡诺循环 1、循环过程: 系统由一状态出发，经过任意的一系列过程又回到原来的状态的全过程 1)、正循环(热循环) 2)、逆循环(致冷循环) 过程特征： dE 0 E 0 2、正循环 热机效率 A>0 正循环 p 0 V A>0 正循环 p 0 V A<0 逆循环 p 0 V A<0 逆循环 p 0 V
热机效率： 功= 4_g-2-1-24 aa 3、卡诺循环 在两个组度恒定的热源（高温热源T和低温热源工）之间工作的准静态循环过程。 卡诺循环封闭由线由两条等温线和两条绝热线组咸， 卡诺热机效率： A 7= g 、逆循环制冷系教 A 0-0 结论 ()理想可逆卡诺循环热机的效率只与两热源的温度开，和有关温差越大。效率越高。提高高温 热源的温度了，降低低温热源的温度工都可以提高热机的效率们实际中通常采用的方法是提 高高温热源的温度T (2)可道卡诺循环热机的效率与工作物质无关 数学重点：拿握精环过程的特征，净功和净热。热机效率的定义及计算，卡诺热机的效率： 教学准点：拿握循环过程的特征，净功和净热，热机效率的定文及计算。 引导学生解换薰点难点的方法：采用牌解、提问、讨论、习题的手法。 四、本授课单元教学手段与方法： 讲授法。多媒体课件结合凰板板书，公式推导以黑板板书为主。采用讲解、提问、时论、习 题的手法。 五、本授课单元思考题、讨论题、作业： 习题集P5326.27.28、29.30 六、本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）为 参考书：1、《大学物理练习题汇编》 2、素三慧编著，大学基健物理学，清华大学出版社，2003： 3、程守沫江之水编.普通物理学，高等教有出版社，195 4、《College Physics》 大学物理课程教案(19) 授课类型理论速 授课时间2节 一、授课题目（教学章节成主愿）： 第六章热力学基础 7
7 热机效率： 1 2 1 1 2 1 1 Q Q Q Q Q Q A 3、卡诺循环 在两个温度恒定的热源（高温热源 T1 和低温热源 T2 ）之间工作的准静态循环过程。 卡诺循环封闭曲线由两条等温线和两条绝热线组成。 卡诺热机效率： 1 2 1 1 T T Q A 4、逆循环 制冷系数 1 2 2 2 Q Q Q A Q w 結论 (1) 理想可逆卡诺循环热机的效率只与两热源的温度 T1 和 T2 有关,温差越大，效率越高。提高高温 热源的温度 T1 ，降低低温热源的温度 T2 都可以提高热机的效率.但实际中通常采用的方法是提 高高温热源的温度 T1 。 （2) 可逆卡诺循环热机的效率与工作物质无关 教学重点：掌握循环过程的特征，净功和净热，热机效率的定义及计算，卡诺热机的效率。 教学难点：掌握循环过程的特征，净功和净热，热机效率的定义及计算。 引导学生解决重点难点的方法：采用讲解、提问、讨论、习题的手法。 四、本授课单元教学手段与方法： 讲授法。多媒体课件结合黑板板书，公式推导以黑板板书为主。采用讲解、提问、讨论、习 题的手法。 五、本授课单元思考题、讨论题、作业： 习题集Ｐ５3 ２6、２7 、28、 29、 30 六、本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）： 参考书：1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003； 3、程守洙 江之永编, 普通物理学，高等教育出版社，1995； 4、《College Physics》 大学物理 课程教案（19） 授课类型 理论课 授课时间 2 节 一、授课题目（教学章节或主题）： 第六章 热力学基础
66可道和不可逆过程 6.7热力学第二定律及其统计意义，卡诺定理、箱和烯增加原甲 二、本授课单元数学目标或要求： 了解可逆和不可逆过程，热力学第二定律的两件表述极其等价性，了解卡诺定理，了解热 力学第二定律的统计意义。了解鼓耳兹受精公式与嫡增加原理： 三、本授课单元教学内容（包括蒸本内容，重点、难点，引导学生解决重点难点的方法、例思等）： 燕本内容： 6一6热力学第二定律 1恭力学过程的方向性 1)功热转换的方白性 2)热传导的方向性 3)气体的绝热自由影胀 注意：这里的方向性。是蛋它们存在一个自动的，无条件的、自发的，勿须外界帮助而进 行的方向，而不是其反方向不能实现。只是实现其反方向过程要产生“对外影响”。 2恭力学第二定律的两种表述 1)、开尔文表述第二类水动机是不可能制造成功的 不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用的功而不产生其它影响 2)、克劳修斯表述 不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变化。 3),两种表述的等效性 ()假如开尔文表运不对则违反了克劳修斯表述 ()假如克劳修斯表述不对则违反了开尔文表述 说明热力学第二定律的两种表述是等价的，热力学第二定律说明了热力学过程具有方 向性，并解决了方向性问题。它与第一定律一起构成了热力学的主要理论基础。 3可逆与不可遵过程 可道过程热力学系统由某状态出发，经某一过程达到另一状态，如果存在“另一过程它隆使 频统和外界完全复原，则原过程称为可逆过程。 不可逆过程若找不到另一过程使系统和外界完全复原，则原过程为不可逆过程，· 无摩擦的准静态过程、卡诺循环、力学中一丝无摩擦的往复运动如单摆是可逆的，一切自发 的热力学过程都是不可逆的。 判断下列过程是否可逆 1)汽红与活寒组合中装有气体，当话寒上没有外加压力，话塞与汽缸间没有摩擦时： 《白由张不可遮)
8 6.6 可逆和不可逆过程 6.7 热力学第二定律及其统计意义、卡诺定理、熵和熵增加原理 二、本授课单元教学目标或要求： 了解可逆和不可逆过程，热力学第二定律的两种表述极其等价性，了解卡诺定理，了解热 力学第二定律的统计意义。了解玻耳兹曼熵公式与熵增加原理。 三、本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，引导学生解决重点难点的方法、例题等）： 基本内容： ６－６热力学第二定律 1 热力学过程的方向性 1） 功热转换的方向性 2） 热传导的方向性 3 ）气体的绝热自由膨胀 注意：这里的方向性，是指它们存在一个自动的、无条件的、自发的、勿须外界帮助而进 行的方向。而不是其反方向不能实现，只是实现其反方向过程要产生“对外影响”。 2 热力学第二定律的两种表述 1）、开尔文表述 第二类永动机是不可能制造成功的 不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用的功而不产生其它影响 2）、克劳修斯表述 不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变化。 3）、两种表述的等效性 ⑴假如开尔文表述不对则违反了克劳修斯表述 ⑵假如克劳修斯表述不对则违反了开尔文表述 说明热力学第二定律的两种表述是等价的，热力学第二定律说明了热力学过程具有方 向性，并解决了方向性问题，它与第一定律一起构成了热力学的主要理论基础。 3 可逆与不可逆过程 可逆过程 热力学系统由某状态出发，经某一过程达到另一状态，如果存在“另一过程”它能使 系统和外界完全复原 ，则原过程称为可逆过程。 不可逆过程 若找不到另一过程使系统和外界完全复原，则原过程为不可逆过程. ． 无摩擦的准静态过程、卡诺循环、力学中一些无摩擦的往复运动如单摆是可逆的，一切自发 的热力学过程都是不可逆的。 判断下列过程是否可逆 １） 汽缸与活塞组合中装有气体，当活塞上没有外加压力，活塞与汽缸间没有摩擦时； （自由膨胀 不可逆）
2》上述装置，当活塞上没有外加压力，活塞与汽缸阿摩擦很大。使气体缓慢地膨素时： (有摩擦不可道) 3)上述装置，没有摩擦，但调整外加压力，使气体能缓慢地影胀：（准静老无厚擦 影账可逆) 4)在一绝格的容器内盛有液体，不停地提动它，使它温度升高：（功变热不可逆） 5》一传热的容墨内盛有液体，容器放在一恒温的大水池内，液体被不停地视动，可保 持温度不变.（功变热且热传导不可道） 6)在一绝热容器内，不同温度的液体透行混合：（不可递） 7)在一绝热容器内，不同温度的氯气进行混合。（不可逆》 4热力学第二定律的微观意义 1)、格力学顺率0宏观状态所对应的微现状态数日，它是分子无序性的量度。 2》、微观意义 对于不受外界影响的热力学系饶（弧立系饶），其内部发生的过程总是由热力学概率小的 宝夏状态向热力学概率大的宏观状态进行。一切自然过程总是由Q小向Q大的方向进行， 3)、藏尔效曼熵公式 S=kIng 领学置点：热力学第二定律的两种表述极其等价性，热力学第二定律的统计意文。 数学难点：热力学第二定律的两种表述极其等价性，热力学第二定律的统计意文。 引导学生解决重点难点的方法：采用讲解、提问、时论的手法。 四、本授课单元教学手段与方法 讲授法。多媒体课件结合黑板板书，公式推导以黑板板书为主。采用讲解、提问、讨论的手 法。 五、本授课单元思考题、讨论题、作业： 总结第大章 预习第七章 六、本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）归 参考书：1、《大学物理练习题汇编) 2、张三慧编著。大学基础物理学，清华大学出版社，2003， 3、程守沫江之水编.普通物理学，高等教育出版社，195： 4,(College Physies》 9
9 ２） 上述装置，当活塞上没有外加压力，活塞与汽缸间摩擦很大，使气体缓慢地膨胀时； （有摩擦 不可逆） ３） 上述装置，没有摩擦，但调整外加压力，使气体能缓慢地膨胀； （准静态无摩擦 膨胀 可逆） ４） 在一绝热的容器内盛有液体，不停地搅动它，使它温度升高； （功变热 不可逆） ５） 一传热的容器内盛有液体，容器放在一恒温的大水池内，液体被不停地搅动，可保 持温度不变,（功变热且热传导 不可逆） ６） 在一绝热容器内，不同温度的液体进行混合；（不可逆） ７） 在一绝热容器内，不同温度的氦气进行混合。 （不可逆） 4 热力学第二定律的微观意义 1）、热力学概率Ω 宏观状态所对应的微观状态数目。它是分子无序性的量度。 2）、微观意义 对于不受外界影响的热力学系统（孤立系统），其内部发生的过程总是由热力学概率小的 宏观状态向热力学概率大的宏观状态进行。一切自然过程总是由Ω 小向Ω 大的方向进行。 3）、玻尔兹曼熵公式 教学重点：热力学第二定律的两种表述极其等价性，热力学第二定律的统计意义。 教学难点：热力学第二定律的两种表述极其等价性，热力学第二定律的统计意义。 引导学生解决重点难点的方法：采用讲解、提问、讨论的手法。 四、本授课单元教学手段与方法： 讲授法。多媒体课件结合黑板板书，公式推导以黑板板书为主。采用讲解、提问、讨论的手 法。 五、本授课单元思考题、讨论题、作业： 总结第六章 预习第七章 六、本授课单元参考资料（含参考书、文献等，必要时可列出）： 参考书：1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003； 3、程守洙 江之永编, 普通物理学，高等教育出版社，1995； 4、《College Physics》 S k ln
大学物理课程教案(20) 授课类型理论课 授课时问2拉 一、授课题目（散学章节或主题）： 第七章气体动理论 7.1气体分子热话动及其统计概念 7.2理想气体压强公式 二、本授课单元教学目标或要求： 草挥理塑气体状态方程的两种形式：理解理塑气体的微观枫型：能从宏观和统计意义上理 解理想气体的压强公式 三、本授课单元教学内容（包热基本内容、重点、希点，引导学生解决重点难点的方法、例题等）： 基本内容： 1.1气体分子热运动及其统计概意 1理想气体的压强和湿度 理想气体的微观横型 1),题略分子大小（看作质点） 分子线度(《分子间平均距离 2).忽略分子间的作用力（分子间碰撞、分子与器壁降撞时除外） 3》.疑撞属完全弹性 4).分子服从经奥力学规律 2理想气体分子的统计假授（统计假设是对大量分子而） 1),平衡态时，分子按位置的分布均匀 ·分子在各处出现的几率相同（重力不计） ·容器内各处分子数密度（单位体积中的分子数）相问 n=N av-v 2),平衡态时。分子速度按方向的分都均匀 由于碰罐，分子往各方向运动的概率相同 可=可，=可=0，=可=证-}7,7=可+可+厨 72辈物气体压强公式 1理想气体压强公式 10
10 大学物理 课程教案（20） 授课类型 理论课 授课时间 2 节 一、授课题目（教学章节或主题）： 第七章 气体动理论 7.1 气体分子热运动及其统计概念 7.2 理想气体压强公式 二、本授课单元教学目标或要求： 掌握理想气体状态方程的两种形式；理解理想气体的微观模型；能从宏观和统计意义上理 解理想气体的压强公式。 三、本授课单元教学内容（包括基本内容、重点、难点，引导学生解决重点难点的方法、例题等）： 基本内容： 7.1 气体分子热运动及其统计概念 1 理想气体的压强和温度 理想气体的微观模型 1）.忽略分子大小(看作质点) 分子线度<<分子间平均距离 2）.忽略分子间的作用力(分子间碰撞、分子 与器壁 碰撞时除外) 3）.碰撞属完全弹性 4）.分子服从经典力学规律 2 理想气体分子的统计假设 (统计假设是对大量分子而言) 1）.平衡态时，分子按位置的分布均匀 ·分子在各处出现的几率相同(重力不计) ·容器内各处分子数密度(单位体积中的分子数)相同 V N dV dN n 2）.平衡态时，分子速度按方向的分布均匀 由于碰撞，分子往各方向运动的概率相同 vx vy vz 0 ， 2 2 2 vx vy vz = 2 v 3 1 ， 2 v = 2 2 2 vx vy vz 7.2 理想气体压强公式 1 理想气体压强公式 y
1》,压强公式的推导 前提：·平衡老·分子总数X,分子黄量m矩形容器P=(··忽略重力，气体 均匀分布。考虑A:面 0 (a) (b) 步骤：1D分子，与A面避一次能于A面的冲量为2 2)分子1与4面作相港两次碰撞历时24，/知。 3)△t内分子1与A面碰的次数（他./2）山 4)At内分子1施与A面的冲量，=m/W 5)N个分子在M内给A面的总冲量I=ΣI,=mΣ2/儿，)W 04面上强P号-学2以-停公· 鼠据统计假设 得到理妇气体压强公式 2 P=2m0= (2)压街的微观意义：·医强是大量分子碰撞器壁的平均作用力（单位面积上）的统计平均植。 ·压强公式显示了宏观量和微观量的关系。压强是统计概之，具能用于大量分子的集体。 教学重点：理解理想气体的微观模型：能从宏观和统计意义上理解理想气体的压强公式· 数学难点：理解理想气体的压强公式 引导学生解决重点难点的方法采用讲解、提问，讨论的手法。 四、本授课单元教学手段与方法： 讲授法，多媒体课件结合圆板板书，公式推导以板板书为主，采用讲解、提问，讨论的手 法。 五、本投课单元思考题、讨论题、作业： 思考：如考感到分子间的碰雄，对压强结果有无影响？ 1
11 1）.压强公式的推导 前提：·平衡态 ·分子总数 N，分子质量 m 矩形容器 V = 1 l · 2 l · 3 l 忽略重力，气体 均匀分布，考虑 A1面 步骤: 1)分子 i 与 A 面碰一次施于 A 面的冲量为 2mvix ； 2）分子 i 与 A 面作相继两次碰撞历时 ix 2l 1 / v 3) t 内分子 i 与 A 面碰的次数 l t (vix / 2 1 ) 4) t 内分子 i 施与 A 面的冲量 I m l t i ( ix / 1 ) 2 v 5）N 个分子在 t 内给 A 面的总冲量 I I m l t i ( ix / 1 ) 2 v 6) A 面上的压强 2 2 2 3 2 1 ( ) 1 [( ) ] x i ix i ix nm V m l l l m S F P v v v 根据统计假设 2 2 2 2 3 1 vx vy vz v 得到理想气体压强公式 （2）压强的微观意义：·压强是大量分子碰撞器壁的平均作用力 (单位面积上)的统计平均值。 ·压强公式显示了宏观量和微观量的关系。 压强是统计概念，只能用于大量分子的集体。 教学重点：理解理想气体的微观模型；能从宏观和统计意义上理解理想气体的压强公式。 教学难点： 理解理想气体的压强公式。 引导学生解决重点难点的方法：采用讲解、提问、讨论的手法。 四、本授课单元教学手段与方法： 讲授法。多媒体课件结合黑板板书，公式推导以黑板板书为主。采用讲解、提问、讨论的手 法。 五、本授课单元思考题、讨论题、作业： 思考:如考虑到分子间的碰撞，对压强结果有无影响? () a m0 ix v y 1 l vi O A1 3 l 2 l y z x x A2 A2 A1 O () b p nm n 3 2 3 1 2 v