物理學(xué)20-理想氣體的狀態(tài)方程課件

物理學(xué)20

理想氣體的狀態(tài)方程張宏浩1h物理學(xué)20

理想氣體的狀態(tài)方程張宏浩1h熱學(xué)(thermalphysics)概述宏觀物體(macroscopicbody)是由大量微觀粒子組成的,這些粒子在永不停息地作隨機(jī)運(yùn)動(dòng)(randommotion).這種大量微觀粒子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng),稱為熱運(yùn)動(dòng)(thermalmotion).熱學(xué):研究熱運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和規(guī)律熱力學(xué)(thermodynamics):

研究物質(zhì)熱運(yùn)動(dòng)的宏觀理論,以熱力學(xué)第零定律,第一定律,第二定律和第三定律這些基本規(guī)律為基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)力學(xué)(statisticalmechanics):

研究物質(zhì)熱運(yùn)動(dòng)的微觀理論,認(rèn)為宏觀量是微觀量的統(tǒng)計(jì)平均值.

近幾十年來(lái)臨界現(xiàn)象(criticalphenomenon)的實(shí)驗(yàn)和理論研究發(fā)展迅速.熱學(xué)2h熱學(xué)(thermalphysics)概述宏觀物體(macr熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)力學(xué)的區(qū)別▲熱力學(xué)（thermodynamics）宏觀基本實(shí)驗(yàn)規(guī)律熱現(xiàn)象規(guī)律邏輯推理特點(diǎn)：普遍性、可靠性。▲統(tǒng)計(jì)力學(xué)（statisticalmechanics）對(duì)微觀結(jié)構(gòu)提出模型、假設(shè)統(tǒng)計(jì)方法熱現(xiàn)象規(guī)律特點(diǎn)：可揭示本質(zhì)，但受模型局限。3h熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)力學(xué)的區(qū)別▲熱力學(xué)（thermodynamic第三篇熱學(xué)研究物質(zhì)各種熱現(xiàn)象的性質(zhì)和變化規(guī)律熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理學(xué)量子統(tǒng)計(jì)物理熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第二定律統(tǒng)計(jì)方法宏觀量是微觀量的統(tǒng)計(jì)平均h第三篇熱學(xué)研究物質(zhì)各種熱現(xiàn)象的性質(zhì)和變化規(guī)律熱力學(xué)統(tǒng)玻耳茲曼氣體動(dòng)理論基礎(chǔ)第六章麥克斯韋h玻耳茲曼氣體動(dòng)理論基礎(chǔ)第六章麥克斯韋h6-1平衡態(tài)溫度理想氣體狀態(tài)方程熱力學(xué)系統(tǒng)（熱力學(xué)研究的對(duì)象）：大量微觀粒子（分子、原子等）組成的宏觀物體。外界：熱力學(xué)系統(tǒng)以外的物體。系統(tǒng)分類（按系統(tǒng)與外界交換特點(diǎn)）：孤立系統(tǒng)：與外界既無(wú)能量又無(wú)物質(zhì)交換封閉系統(tǒng)：與外界只有能量交換而無(wú)物質(zhì)交換開(kāi)放系統(tǒng)：與外界既有能量交換又有物質(zhì)交換h6-1平衡態(tài)溫度理想氣體狀態(tài)方程熱力學(xué)系統(tǒng)（熱力熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡態(tài)熱力學(xué)系統(tǒng)(thermodynamicsystem),簡(jiǎn)稱系統(tǒng)(system),它是指在給定的范圍內(nèi),由大量的微觀粒子所組成的宏觀物體.

例如:氣缸對(duì)所研究的熱力學(xué)系統(tǒng)能夠發(fā)生相互作用的其它物體,稱為外界或環(huán)境.與外界沒(méi)有任何相互作用的熱力學(xué)系統(tǒng),稱為孤立系統(tǒng)(isolatedsystem).它只是一個(gè)理想的概念.與外界有能量交換,但沒(méi)有物質(zhì)交換的熱力學(xué)系統(tǒng),稱為封閉系統(tǒng)(closedsystem).與外界既有能量交換,又有物質(zhì)交換的熱力學(xué)系統(tǒng),稱為開(kāi)放系統(tǒng)(opensystem).外界系統(tǒng)外界7h熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡態(tài)熱力學(xué)系統(tǒng)(thermodynamics

我們主要討論系統(tǒng)宏觀狀態(tài)的一種特殊情況即所謂的平衡態(tài).

平衡態(tài)(equilibriumstate)是指熱力學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部沒(méi)有宏觀的粒子流動(dòng)和能量流動(dòng)的狀態(tài),這時(shí)系統(tǒng)的各種宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間變化.

由于宏觀的粒子流動(dòng)或能量流動(dòng)是由系統(tǒng)的狀態(tài)變化或系統(tǒng)受到外界的影響而造成的,因此平衡態(tài)也可定義為:對(duì)于一個(gè)孤立系統(tǒng),經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間后,系統(tǒng)必將達(dá)到的宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間變化的狀態(tài).注意:

即使在平衡態(tài)下,組成系統(tǒng)的微觀粒子仍在不停地作隨機(jī)運(yùn)動(dòng),只是它們的統(tǒng)計(jì)平均效果不存在宏觀流動(dòng).因此熱力學(xué)平衡(thermodynamicalequilibrium)是一種動(dòng)態(tài)的平衡.當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部存在宏觀的恒定的粒子流動(dòng)或能量流動(dòng)時(shí),系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)也不隨時(shí)間變化,稱為穩(wěn)定態(tài)(steadystate).但穩(wěn)定態(tài)不是平衡態(tài),而是一種非平衡態(tài).8h我們主要討論系統(tǒng)宏觀狀態(tài)的一種特殊情況即所謂的平衡態(tài)（equilibriumstate）：不隨時(shí)間變化的狀態(tài)（不存在宏觀的流動(dòng)）。系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)在不受外界影響的條件下形式的物質(zhì)與能量交換），（與外界無(wú)任何要注意區(qū)分平衡態(tài)與穩(wěn)定態(tài)。平衡態(tài)T1T1熱庫(kù)（恒溫）系統(tǒng)穩(wěn)定態(tài)T2熱庫(kù)熱庫(kù)T1（恒溫）（恒溫）系統(tǒng)平衡態(tài)與穩(wěn)定態(tài)的區(qū)別9h平衡態(tài)（equilibriumstate）：不隨時(shí)間變化的

平衡態(tài)嚴(yán)格定義:對(duì)于一個(gè)孤立系統(tǒng)，系統(tǒng)的無(wú)序程度最大（最混亂）的狀態(tài)，稱為平衡態(tài)。例.

平衡態(tài)和穩(wěn)定態(tài)平衡態(tài)T1

T1穩(wěn)定態(tài)

T1

T2穩(wěn)定態(tài)可以劃分成一系列近似的平衡態(tài)。哪個(gè)是平衡態(tài)？平衡態(tài)判據(jù)：系統(tǒng)內(nèi)部溫度均勻、壓強(qiáng)均勻。T1>T210h平衡態(tài)嚴(yán)格定義:對(duì)于一個(gè)孤立系統(tǒng)，系統(tǒng)的例系統(tǒng)分類（按系統(tǒng)所處狀態(tài)）：平衡態(tài)系統(tǒng)非平衡態(tài)系統(tǒng)熱平衡態(tài):在無(wú)外界的影響下，不論系統(tǒng)初始狀態(tài)如何，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間改變的穩(wěn)定狀態(tài)。平衡條件:(1)系統(tǒng)與外界在宏觀上無(wú)能量和物質(zhì)的交換，

(2)系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間改變。非平衡態(tài):不具備兩個(gè)平衡條件之一的系統(tǒng)。h系統(tǒng)分類（按系統(tǒng)所處狀態(tài)）：平衡態(tài)系統(tǒng)熱平衡態(tài):在無(wú)外箱子假想分成兩相同體積的部分，達(dá)到平衡時(shí)，兩側(cè)粒子有的穿越界線，但兩側(cè)平均粒子數(shù)相同。例如：粒子數(shù)說(shuō)明：

處在平衡態(tài)的大量分子仍在作熱運(yùn)動(dòng)，而且因?yàn)榕鲎?，每個(gè)分子的速度經(jīng)常在變，但是系統(tǒng)的宏觀量不隨時(shí)間改變。平衡態(tài)是一種熱動(dòng)平衡h箱子假想分成兩相同體積的部分，達(dá)到平衡時(shí)，兩側(cè)粒子有的穿越界馳豫時(shí)間馳豫時(shí)間(relaxationtime)是指系統(tǒng)由初始狀態(tài)達(dá)到平衡態(tài)所經(jīng)歷的時(shí)間.注意:

在馳豫過(guò)程中,系統(tǒng)處在非平衡態(tài).馳豫時(shí)間的長(zhǎng)短,既依賴于系統(tǒng)本身的性質(zhì),也與所討論的物理量有關(guān).例如:在氣缸中,氣體壓強(qiáng)趨于均勻是氣體分子通過(guò)碰撞而交換動(dòng)量的結(jié)果,馳豫時(shí)間可以短至.相比之下,氣缸活塞往復(fù)一次的時(shí)間(約幾秒)要比馳豫時(shí)間長(zhǎng)得多,因此氣缸中的氣體在每一瞬間都可近似地看成處于平衡態(tài).與此不同,擴(kuò)散現(xiàn)象要求分子作宏觀距離的位移,濃度均勻化在氣體中就需要幾分鐘.13h馳豫時(shí)間馳豫時(shí)間(relaxationtime)是指系統(tǒng)由準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程當(dāng)熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)隨時(shí)間變化時(shí),我們就說(shuō)熱力學(xué)系統(tǒng)經(jīng)歷了一個(gè)熱力學(xué)過(guò)程,簡(jiǎn)稱過(guò)程(process).作為熱力學(xué)的基礎(chǔ)的是一種理想的極限過(guò)程,即所謂的準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程(quasi-staticprocess):在過(guò)程進(jìn)行中的每一時(shí)刻,系統(tǒng)都處于平衡態(tài).

在實(shí)際過(guò)程中,如果系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化的特征時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于系統(tǒng)趨于平衡的馳豫時(shí)間,就可以近似地看成是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程.14h準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程當(dāng)熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)隨時(shí)間變化時(shí),我們就說(shuō)熱力學(xué)系

準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程（quasi-staticprocess）圖示

系統(tǒng)經(jīng)歷一個(gè)過(guò)程，狀態(tài)發(fā)生變化，系統(tǒng)一定經(jīng)歷非平衡態(tài)平衡態(tài)非平衡態(tài)新平衡態(tài)每一時(shí)刻系統(tǒng)都無(wú)限接近于平衡態(tài)的過(guò)程。由一系列依次接替的平衡態(tài)組成。對(duì)“無(wú)限緩慢”

的實(shí)際過(guò)程的近似描述。

為利用平衡態(tài)性質(zhì)，引入準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程或平衡過(guò)程：15h準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程（quasi-staticproc微小變化時(shí)間>>馳豫時(shí)間因內(nèi)燃機(jī)氣缸一次壓縮時(shí)間：10－2秒則內(nèi)燃機(jī)氣缸壓縮近似為準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程無(wú)限緩慢：弛豫時(shí)間：系統(tǒng)由非平衡態(tài)趨于平衡態(tài)所需時(shí)間10-3s例.

氣缸氣體的弛豫時(shí)間～10－3s…10-2s10-2s16h微小變化時(shí)間>>馳豫時(shí)間因內(nèi)燃機(jī)氣缸一次壓縮時(shí)間：10－

對(duì)熱力學(xué)系統(tǒng)的描述：1.宏觀量——狀態(tài)參量平衡態(tài)下描述宏觀屬性的相互獨(dú)立的物理量。如壓強(qiáng)p、體積V、溫度T

等。2.微觀量描述系統(tǒng)內(nèi)個(gè)別微觀粒子特征的物理量。如分子的質(zhì)量、直徑、速度、動(dòng)量、能量

等。微觀量與宏觀量有一定的內(nèi)在聯(lián)系。h對(duì)熱力學(xué)系統(tǒng)的描述：1.宏觀量——狀態(tài)參量2.微觀宏觀量描寫單個(gè)微觀粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量只能間接測(cè)量）。

微觀量（microscopicquantity）：（一般如分子的

宏觀量（macroscopicquantity）：表征系統(tǒng)宏觀性質(zhì)的物理量（可直接測(cè)量）。廣延量（有累加性）：如M(質(zhì)量)、V(體積)、E(能量)

強(qiáng)度量（無(wú)累加性）：如p(壓強(qiáng))、T(溫度)

系統(tǒng)的宏觀量和微觀量18h宏觀量描寫單個(gè)微觀粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量只能間接測(cè)量）。系統(tǒng)的態(tài)參量和態(tài)函數(shù)物態(tài)參量(態(tài)參量)(stateparemeters):可以獨(dú)立改變的,并足以確定熱力學(xué)系統(tǒng)平衡態(tài)的一組宏觀量.幾何參量(如氣體的體積,固體的應(yīng)變等)力學(xué)參量(如氣體的壓強(qiáng),固體的應(yīng)力等)化學(xué)參量(如各化學(xué)組分的質(zhì)量和摩爾數(shù)等)電磁參量(如電場(chǎng)和磁場(chǎng)強(qiáng)度,電極化和磁極化強(qiáng)度等)注意:若系統(tǒng)不涉及電磁和化學(xué)性質(zhì),只需要體積和壓強(qiáng)這兩個(gè)態(tài)參量就可以確定熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡態(tài),則稱這樣的系統(tǒng)為簡(jiǎn)單系統(tǒng).以態(tài)參量為自變量,由平衡態(tài)確定的其它宏觀量可以表達(dá)為態(tài)參量的函數(shù),稱為態(tài)函數(shù)(statefunctions).常用的態(tài)參量19h系統(tǒng)的態(tài)參量和態(tài)函數(shù)物態(tài)參量(態(tài)參量)(statepare簡(jiǎn)單系統(tǒng)舉例:理想氣體若選擇

(p,V)為變量,則

T

為態(tài)函數(shù)平衡態(tài)狀態(tài)圖和熱力學(xué)坐標(biāo)20h簡(jiǎn)單系統(tǒng)舉例:理想氣體若選擇(p,V)為變量,則

氣體的態(tài)參量,態(tài)函數(shù)及其單位1

氣體壓強(qiáng)：作用于容器壁上單位面積的正壓力（力學(xué)描述）.

單位：2

體積:氣體所能達(dá)到的最大空間（幾何描述）.

單位：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓：緯度海平面處,時(shí)的大氣壓.

3

溫度:氣體冷熱程度的量度（熱學(xué)描述）.

單位：溫標(biāo)（開(kāi)爾文）.21h氣體的態(tài)參量,態(tài)函數(shù)及其單位1絕熱壁,導(dǎo)熱壁,以及熱接觸在熱力學(xué)中,溫度概念的引入和定量測(cè)定,是以熱力學(xué)第零定律(即熱平衡定律)為基礎(chǔ)的.為此,我們先引入以下三個(gè)概念:假設(shè)有兩個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng),原來(lái)各處在一定的平衡態(tài).在沒(méi)有電磁作用的情況下,如果我們用一塊類似石棉板的材料做成的固定的厚壁將它們隔開(kāi),則它們的態(tài)參量將彼此不產(chǎn)生影響,可以各自獨(dú)立地變化.具有這種性質(zhì)的界壁叫做絕熱壁.如果這固定的器壁由金屬材料等作成,這時(shí)盡管被隔開(kāi)的兩個(gè)系統(tǒng)之間仍不發(fā)生物質(zhì)的交換和力的相互作用,但它們的態(tài)參量將互相關(guān)聯(lián),這種界壁叫做導(dǎo)熱壁.現(xiàn)在我們讓這兩個(gè)系統(tǒng)通過(guò)固定的導(dǎo)熱壁互相接觸,這種接觸叫做熱接觸.22h絕熱壁,導(dǎo)熱壁,以及熱接觸在熱力學(xué)中,溫度概念的引入和熱平衡,熱力學(xué)第零定律實(shí)驗(yàn)證明,一般而言,熱接觸的兩個(gè)系統(tǒng)都將發(fā)生變化;但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,兩個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)便不再隨時(shí)間變化,表明它們已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)共同的平衡態(tài),我們稱這兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了熱平衡(thermalequilibrium).現(xiàn)在,我們用三個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)A,B和C來(lái)做實(shí)驗(yàn).先用絕熱壁將B和C互相隔開(kāi),但使它們同時(shí)與A熱接觸.經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間后,A和B以及A和C都將分別達(dá)到熱平衡.這時(shí),如果再使B和C熱接觸,則將發(fā)現(xiàn)B和C的狀態(tài)都不再發(fā)生變化,說(shuō)明B和C也處于熱平衡.由此得出結(jié)論:如果兩個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)中的每一個(gè)都與第三個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)處于熱平衡,則它們彼此也必定處于熱平衡.

這稱為熱力學(xué)第零定律(zerothlawofthermodynamics)或熱平衡定律.23h熱平衡,熱力學(xué)第零定律實(shí)驗(yàn)證明,一般而言,熱接觸的兩個(gè)溫度關(guān)于熱力學(xué)第零定律的說(shuō)明:熱平衡定律是20世紀(jì)30年代由R.H.Fowler提出的,遠(yuǎn)在熱力學(xué)第一,第二定律提出80年之后.但在邏輯上它應(yīng)該在那兩條定律之前,故稱為第零定律.熱力學(xué)第零定律表明:處在同一平衡態(tài)的所有系統(tǒng)都具有一個(gè)共同的宏觀性質(zhì),我們定義這個(gè)決定系統(tǒng)熱平衡的宏觀性質(zhì)為溫度(temperature).關(guān)于溫度的說(shuō)明:溫度是決定某系統(tǒng)是否可以與別的系統(tǒng)處于熱平衡的一種物理性質(zhì).它是一個(gè)宏觀概念，量化以后就是一個(gè)宏觀量.上面的定義對(duì)溫度的范圍、方向甚至正負(fù)都未加限制.24h溫度關(guān)于熱力學(xué)第零定律的說(shuō)明:熱平衡定律是20世紀(jì)30年代溫度計(jì),溫標(biāo)由于一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度,我們可以選擇適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)作為溫度計(jì)(thermometer).溫度計(jì)的溫度可以通過(guò)它的某一個(gè)態(tài)參量標(biāo)志出來(lái).一般而言,任一物質(zhì)的任一物理性質(zhì),只要它隨著溫度的改變而顯著地單調(diào)地變化,都可以用來(lái)標(biāo)志溫度,稱為物質(zhì)的測(cè)溫性質(zhì)(thermometricproperty).溫度的數(shù)值表示法,稱為溫標(biāo)(thermometricscale).25h溫度計(jì),溫標(biāo)由于一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度,我關(guān)于溫標(biāo)歷史上的攝氏溫標(biāo)(Celsiusthermometricscale)規(guī)定:在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,冰水混合物的平衡溫度即冰點(diǎn)(icepoint)為,水沸騰的溫度即汽點(diǎn)(steampoint)為,在這兩個(gè)溫度之間按溫度計(jì)的測(cè)溫性質(zhì)隨溫度作線性變化來(lái)刻度.注意:如果我們把某物質(zhì)的測(cè)溫性質(zhì)與溫度的關(guān)系確定為線性的,則其它測(cè)溫性質(zhì)與溫度的關(guān)系就可能不是線性的.為了得到可以作為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的溫標(biāo),人們利用實(shí)際氣體在密度趨于零時(shí)的極限——理想氣體的性質(zhì),建立了理想氣體溫標(biāo)(idealgasthermometricscale).在熱力學(xué)第二定律的基礎(chǔ)上,可引入一種不依賴于物質(zhì)的具體測(cè)溫性質(zhì)的溫標(biāo),稱為熱力學(xué)溫標(biāo)(thermodynamicscale).用該溫標(biāo)確定的溫度,稱為熱力學(xué)溫度(thermodynamictemperature)或絕對(duì)溫度(absolutetemperature).26h關(guān)于溫標(biāo)歷史上的攝氏溫標(biāo)(Celsiusthermomet各種溫標(biāo)

物質(zhì)的測(cè)溫性質(zhì)

機(jī)械的保持等容的氣體的壓強(qiáng)p，橡皮塊的張力J幾何的保持常壓的氣體的體積V，液體的體積V

電學(xué)的電阻R

，熱電偶的電動(dòng)勢(shì)1.理想氣體溫標(biāo)：用理想氣體做測(cè)溫物質(zhì)的溫標(biāo)，單位：K（Kelvin）。理想氣體溫標(biāo)在>0.5K的范圍適用（低壓3He氣）。27h各種溫標(biāo)物質(zhì)的測(cè)溫性質(zhì)機(jī)械的保持等容的氣體的壓強(qiáng)p，橡T3為水的三相點(diǎn)(triplepoint)，規(guī)定T3=273.16K一定質(zhì)量的理想氣體有規(guī)律：2.熱力學(xué)溫標(biāo)T：性的溫標(biāo)，不依賴測(cè)溫物質(zhì)及其測(cè)溫屬于是有想氣體溫標(biāo)一致，單位：K。在理想氣體溫標(biāo)有效范圍內(nèi)與理28hT3為水的三相點(diǎn)(triplepoint)，規(guī)定T3=4.華氏溫標(biāo)tF：3.攝氏溫標(biāo)t：t=（T-273.15）t3=0.01與熱力學(xué)溫標(biāo)的關(guān)系：水的三相點(diǎn)(triplepoint)的攝氏溫度為29h4.華氏溫標(biāo)tF：3.攝氏溫標(biāo)t：t=二、溫度表征物體的冷熱程度A、B

兩體系互不影響各自達(dá)到平衡態(tài)A、B

兩體系達(dá)到共同的熱平衡狀態(tài)AB絕熱板初態(tài)AB導(dǎo)熱板末態(tài)h二、溫度表征物體的冷熱程度A、B兩體系互不影響A、B兩ABC若A和

B、B

和C

分別熱平衡，則A

和C一定熱平衡。

（熱力學(xué)第零定律）

處在相互熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)擁有某一共同的宏觀物理性質(zhì)

——溫度溫標(biāo)：溫度的數(shù)值表示方法。攝氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)hABC若A和B、B和C分別熱平衡，則A和C物態(tài)方程在平衡態(tài)下,熱力學(xué)系統(tǒng)的溫度與態(tài)參量之間的函數(shù)關(guān)系,稱為物態(tài)方程(equationofstate).說(shuō)明:應(yīng)用統(tǒng)計(jì)力學(xué)理論,原則上可以根據(jù)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)導(dǎo)出物態(tài)方程.實(shí)際系統(tǒng)的物態(tài)方程往往需要由實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定.32h物態(tài)方程在平衡態(tài)下,熱力學(xué)系統(tǒng)的溫度與態(tài)參量之間的函數(shù)關(guān)系

理想氣體的物態(tài)方程

物態(tài)方程：理想氣體平衡態(tài)宏觀參量間的函數(shù)關(guān)系.摩爾氣體常量對(duì)一定質(zhì)量的同種氣體理想氣體物態(tài)方程理想氣體宏觀定義：遵守三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律的氣體.克拉珀龍方程33h理想氣體的物態(tài)方程物態(tài)方程：理理想氣體的物態(tài)方程

以及氣體定壓溫標(biāo)(蓋呂薩克定律)推得可以從玻意耳-馬略特定律

34h理想氣體的物態(tài)方程以及氣體定壓溫標(biāo)(蓋呂薩克定律)推得可以35h35h在相同的溫度和壓強(qiáng)之下相等體積的氣體包含相同的分子數(shù)

,或在相同的溫度和壓強(qiáng)之下氣體的摩爾體積相等

.氣體常量

R阿伏伽德羅定律

:36h在相同的溫度和壓強(qiáng)之下相等體積的氣體包含相同的分子數(shù),氣

玻意耳定律,蓋呂薩克定律,查理定律和阿伏伽德羅定律近似適用于稀薄的真實(shí)氣體

.稀薄~理想氣體微觀的觀點(diǎn):無(wú)相互作用的系統(tǒng)

.分子間的相互作用力程比分子間平均距離小得多

.理想氣體沒(méi)有相互作用，故它不能液化

.37h玻意耳定律,蓋呂薩克定律,查理定律和阿伏伽德羅定律對(duì)于真實(shí)氣體,位力(Virial)展式為B,C(B’,C’)~分別叫做第二、第三位力系數(shù)

范德瓦耳斯(VanderWaals)方程

(1873)38h對(duì)于真實(shí)氣體,位力(Virial)展式為B,C(B’,三、理想氣體狀態(tài)方程理想氣體當(dāng)系統(tǒng)處于平衡態(tài)時(shí)，各個(gè)狀態(tài)參量之間的關(guān)系式。h三、理想氣體狀態(tài)方程理想氣體當(dāng)系統(tǒng)處于平衡態(tài)時(shí)，各個(gè)狀態(tài)參量練習(xí)：氧氣瓶的壓強(qiáng)降到106Pa即應(yīng)重新充氣，以免混入其他氣體而需洗瓶。今有一瓶氧氣，容積為32L，壓強(qiáng)為1.3107Pa，若每天用105Pa的氧氣400L，問(wèn)此瓶氧氣可供多少天使用？設(shè)使用時(shí)溫度不變。解:根據(jù)題意，可確定研究對(duì)象為原來(lái)氣體、用去氣體和剩余氣體，設(shè)這三部分氣體的狀態(tài)參量分別為使用時(shí)的溫度為T設(shè)可供x天使用原有每天用量剩余h練習(xí)：氧氣瓶的壓強(qiáng)降到106Pa即應(yīng)重新充氣，以免混入其他氣分別對(duì)它們列出狀態(tài)方程，有h分別對(duì)它們列出狀態(tài)方程，有h42h42h物理學(xué)20

理想氣體的狀態(tài)方程張宏浩43h物理學(xué)20

理想氣體的狀態(tài)方程張宏浩1h熱學(xué)(thermalphysics)概述宏觀物體(macroscopicbody)是由大量微觀粒子組成的,這些粒子在永不停息地作隨機(jī)運(yùn)動(dòng)(randommotion).這種大量微觀粒子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng),稱為熱運(yùn)動(dòng)(thermalmotion).熱學(xué):研究熱運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和規(guī)律熱力學(xué)(thermodynamics):

研究物質(zhì)熱運(yùn)動(dòng)的宏觀理論,以熱力學(xué)第零定律,第一定律,第二定律和第三定律這些基本規(guī)律為基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)力學(xué)(statisticalmechanics):

研究物質(zhì)熱運(yùn)動(dòng)的微觀理論,認(rèn)為宏觀量是微觀量的統(tǒng)計(jì)平均值.

近幾十年來(lái)臨界現(xiàn)象(criticalphenomenon)的實(shí)驗(yàn)和理論研究發(fā)展迅速.熱學(xué)44h熱學(xué)(thermalphysics)概述宏觀物體(macr熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)力學(xué)的區(qū)別▲熱力學(xué)（thermodynamics）宏觀基本實(shí)驗(yàn)規(guī)律熱現(xiàn)象規(guī)律邏輯推理特點(diǎn)：普遍性、可靠性?！y(tǒng)計(jì)力學(xué)（statisticalmechanics）對(duì)微觀結(jié)構(gòu)提出模型、假設(shè)統(tǒng)計(jì)方法熱現(xiàn)象規(guī)律特點(diǎn)：可揭示本質(zhì)，但受模型局限。45h熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)力學(xué)的區(qū)別▲熱力學(xué)（thermodynamic第三篇熱學(xué)研究物質(zhì)各種熱現(xiàn)象的性質(zhì)和變化規(guī)律熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理學(xué)量子統(tǒng)計(jì)物理熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第二定律統(tǒng)計(jì)方法宏觀量是微觀量的統(tǒng)計(jì)平均h第三篇熱學(xué)研究物質(zhì)各種熱現(xiàn)象的性質(zhì)和變化規(guī)律熱力學(xué)統(tǒng)玻耳茲曼氣體動(dòng)理論基礎(chǔ)第六章麥克斯韋h玻耳茲曼氣體動(dòng)理論基礎(chǔ)第六章麥克斯韋h6-1平衡態(tài)溫度理想氣體狀態(tài)方程熱力學(xué)系統(tǒng)（熱力學(xué)研究的對(duì)象）：大量微觀粒子（分子、原子等）組成的宏觀物體。外界：熱力學(xué)系統(tǒng)以外的物體。系統(tǒng)分類（按系統(tǒng)與外界交換特點(diǎn)）：孤立系統(tǒng)：與外界既無(wú)能量又無(wú)物質(zhì)交換封閉系統(tǒng)：與外界只有能量交換而無(wú)物質(zhì)交換開(kāi)放系統(tǒng)：與外界既有能量交換又有物質(zhì)交換h6-1平衡態(tài)溫度理想氣體狀態(tài)方程熱力學(xué)系統(tǒng)（熱力熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡態(tài)熱力學(xué)系統(tǒng)(thermodynamicsystem),簡(jiǎn)稱系統(tǒng)(system),它是指在給定的范圍內(nèi),由大量的微觀粒子所組成的宏觀物體.

例如:氣缸對(duì)所研究的熱力學(xué)系統(tǒng)能夠發(fā)生相互作用的其它物體,稱為外界或環(huán)境.與外界沒(méi)有任何相互作用的熱力學(xué)系統(tǒng),稱為孤立系統(tǒng)(isolatedsystem).它只是一個(gè)理想的概念.與外界有能量交換,但沒(méi)有物質(zhì)交換的熱力學(xué)系統(tǒng),稱為封閉系統(tǒng)(closedsystem).與外界既有能量交換,又有物質(zhì)交換的熱力學(xué)系統(tǒng),稱為開(kāi)放系統(tǒng)(opensystem).外界系統(tǒng)外界49h熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡態(tài)熱力學(xué)系統(tǒng)(thermodynamics

我們主要討論系統(tǒng)宏觀狀態(tài)的一種特殊情況即所謂的平衡態(tài).

平衡態(tài)(equilibriumstate)是指熱力學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部沒(méi)有宏觀的粒子流動(dòng)和能量流動(dòng)的狀態(tài),這時(shí)系統(tǒng)的各種宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間變化.

由于宏觀的粒子流動(dòng)或能量流動(dòng)是由系統(tǒng)的狀態(tài)變化或系統(tǒng)受到外界的影響而造成的,因此平衡態(tài)也可定義為:對(duì)于一個(gè)孤立系統(tǒng),經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間后,系統(tǒng)必將達(dá)到的宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間變化的狀態(tài).注意:

即使在平衡態(tài)下,組成系統(tǒng)的微觀粒子仍在不停地作隨機(jī)運(yùn)動(dòng),只是它們的統(tǒng)計(jì)平均效果不存在宏觀流動(dòng).因此熱力學(xué)平衡(thermodynamicalequilibrium)是一種動(dòng)態(tài)的平衡.當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部存在宏觀的恒定的粒子流動(dòng)或能量流動(dòng)時(shí),系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)也不隨時(shí)間變化,稱為穩(wěn)定態(tài)(steadystate).但穩(wěn)定態(tài)不是平衡態(tài),而是一種非平衡態(tài).50h我們主要討論系統(tǒng)宏觀狀態(tài)的一種特殊情況即所謂的平衡態(tài)（equilibriumstate）：不隨時(shí)間變化的狀態(tài)（不存在宏觀的流動(dòng)）。系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)在不受外界影響的條件下形式的物質(zhì)與能量交換），（與外界無(wú)任何要注意區(qū)分平衡態(tài)與穩(wěn)定態(tài)。平衡態(tài)T1T1熱庫(kù)（恒溫）系統(tǒng)穩(wěn)定態(tài)T2熱庫(kù)熱庫(kù)T1（恒溫）（恒溫）系統(tǒng)平衡態(tài)與穩(wěn)定態(tài)的區(qū)別51h平衡態(tài)（equilibriumstate）：不隨時(shí)間變化的

平衡態(tài)嚴(yán)格定義:對(duì)于一個(gè)孤立系統(tǒng)，系統(tǒng)的無(wú)序程度最大（最混亂）的狀態(tài)，稱為平衡態(tài)。例.

平衡態(tài)和穩(wěn)定態(tài)平衡態(tài)T1

T1穩(wěn)定態(tài)

T1

T2穩(wěn)定態(tài)可以劃分成一系列近似的平衡態(tài)。哪個(gè)是平衡態(tài)？平衡態(tài)判據(jù)：系統(tǒng)內(nèi)部溫度均勻、壓強(qiáng)均勻。T1>T252h平衡態(tài)嚴(yán)格定義:對(duì)于一個(gè)孤立系統(tǒng)，系統(tǒng)的例系統(tǒng)分類（按系統(tǒng)所處狀態(tài)）：平衡態(tài)系統(tǒng)非平衡態(tài)系統(tǒng)熱平衡態(tài):在無(wú)外界的影響下，不論系統(tǒng)初始狀態(tài)如何，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間改變的穩(wěn)定狀態(tài)。平衡條件:(1)系統(tǒng)與外界在宏觀上無(wú)能量和物質(zhì)的交換，

(2)系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間改變。非平衡態(tài):不具備兩個(gè)平衡條件之一的系統(tǒng)。h系統(tǒng)分類（按系統(tǒng)所處狀態(tài)）：平衡態(tài)系統(tǒng)熱平衡態(tài):在無(wú)外箱子假想分成兩相同體積的部分，達(dá)到平衡時(shí)，兩側(cè)粒子有的穿越界線，但兩側(cè)平均粒子數(shù)相同。例如：粒子數(shù)說(shuō)明：

處在平衡態(tài)的大量分子仍在作熱運(yùn)動(dòng)，而且因?yàn)榕鲎玻總€(gè)分子的速度經(jīng)常在變，但是系統(tǒng)的宏觀量不隨時(shí)間改變。平衡態(tài)是一種熱動(dòng)平衡h箱子假想分成兩相同體積的部分，達(dá)到平衡時(shí)，兩側(cè)粒子有的穿越界馳豫時(shí)間馳豫時(shí)間(relaxationtime)是指系統(tǒng)由初始狀態(tài)達(dá)到平衡態(tài)所經(jīng)歷的時(shí)間.注意:

在馳豫過(guò)程中,系統(tǒng)處在非平衡態(tài).馳豫時(shí)間的長(zhǎng)短,既依賴于系統(tǒng)本身的性質(zhì),也與所討論的物理量有關(guān).例如:在氣缸中,氣體壓強(qiáng)趨于均勻是氣體分子通過(guò)碰撞而交換動(dòng)量的結(jié)果,馳豫時(shí)間可以短至.相比之下,氣缸活塞往復(fù)一次的時(shí)間(約幾秒)要比馳豫時(shí)間長(zhǎng)得多,因此氣缸中的氣體在每一瞬間都可近似地看成處于平衡態(tài).與此不同,擴(kuò)散現(xiàn)象要求分子作宏觀距離的位移,濃度均勻化在氣體中就需要幾分鐘.55h馳豫時(shí)間馳豫時(shí)間(relaxationtime)是指系統(tǒng)由準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程當(dāng)熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)隨時(shí)間變化時(shí),我們就說(shuō)熱力學(xué)系統(tǒng)經(jīng)歷了一個(gè)熱力學(xué)過(guò)程,簡(jiǎn)稱過(guò)程(process).作為熱力學(xué)的基礎(chǔ)的是一種理想的極限過(guò)程,即所謂的準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程(quasi-staticprocess):在過(guò)程進(jìn)行中的每一時(shí)刻,系統(tǒng)都處于平衡態(tài).

在實(shí)際過(guò)程中,如果系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化的特征時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于系統(tǒng)趨于平衡的馳豫時(shí)間,就可以近似地看成是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程.56h準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程當(dāng)熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)隨時(shí)間變化時(shí),我們就說(shuō)熱力學(xué)系

準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程（quasi-staticprocess）圖示

系統(tǒng)經(jīng)歷一個(gè)過(guò)程，狀態(tài)發(fā)生變化，系統(tǒng)一定經(jīng)歷非平衡態(tài)平衡態(tài)非平衡態(tài)新平衡態(tài)每一時(shí)刻系統(tǒng)都無(wú)限接近于平衡態(tài)的過(guò)程。由一系列依次接替的平衡態(tài)組成。對(duì)“無(wú)限緩慢”

的實(shí)際過(guò)程的近似描述。

為利用平衡態(tài)性質(zhì)，引入準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程或平衡過(guò)程：57h準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程（quasi-staticproc微小變化時(shí)間>>馳豫時(shí)間因內(nèi)燃機(jī)氣缸一次壓縮時(shí)間：10－2秒則內(nèi)燃機(jī)氣缸壓縮近似為準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程無(wú)限緩慢：弛豫時(shí)間：系統(tǒng)由非平衡態(tài)趨于平衡態(tài)所需時(shí)間10-3s例.

氣缸氣體的弛豫時(shí)間～10－3s…10-2s10-2s58h微小變化時(shí)間>>馳豫時(shí)間因內(nèi)燃機(jī)氣缸一次壓縮時(shí)間：10－

對(duì)熱力學(xué)系統(tǒng)的描述：1.宏觀量——狀態(tài)參量平衡態(tài)下描述宏觀屬性的相互獨(dú)立的物理量。如壓強(qiáng)p、體積V、溫度T

等。2.微觀量描述系統(tǒng)內(nèi)個(gè)別微觀粒子特征的物理量。如分子的質(zhì)量、直徑、速度、動(dòng)量、能量

等。微觀量與宏觀量有一定的內(nèi)在聯(lián)系。h對(duì)熱力學(xué)系統(tǒng)的描述：1.宏觀量——狀態(tài)參量2.微觀宏觀量描寫單個(gè)微觀粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量只能間接測(cè)量）。

微觀量（microscopicquantity）：（一般如分子的

宏觀量（macroscopicquantity）：表征系統(tǒng)宏觀性質(zhì)的物理量（可直接測(cè)量）。廣延量（有累加性）：如M(質(zhì)量)、V(體積)、E(能量)

強(qiáng)度量（無(wú)累加性）：如p(壓強(qiáng))、T(溫度)

系統(tǒng)的宏觀量和微觀量60h宏觀量描寫單個(gè)微觀粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量只能間接測(cè)量）。系統(tǒng)的態(tài)參量和態(tài)函數(shù)物態(tài)參量(態(tài)參量)(stateparemeters):可以獨(dú)立改變的,并足以確定熱力學(xué)系統(tǒng)平衡態(tài)的一組宏觀量.幾何參量(如氣體的體積,固體的應(yīng)變等)力學(xué)參量(如氣體的壓強(qiáng),固體的應(yīng)力等)化學(xué)參量(如各化學(xué)組分的質(zhì)量和摩爾數(shù)等)電磁參量(如電場(chǎng)和磁場(chǎng)強(qiáng)度,電極化和磁極化強(qiáng)度等)注意:若系統(tǒng)不涉及電磁和化學(xué)性質(zhì),只需要體積和壓強(qiáng)這兩個(gè)態(tài)參量就可以確定熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡態(tài),則稱這樣的系統(tǒng)為簡(jiǎn)單系統(tǒng).以態(tài)參量為自變量,由平衡態(tài)確定的其它宏觀量可以表達(dá)為態(tài)參量的函數(shù),稱為態(tài)函數(shù)(statefunctions).常用的態(tài)參量61h系統(tǒng)的態(tài)參量和態(tài)函數(shù)物態(tài)參量(態(tài)參量)(statepare簡(jiǎn)單系統(tǒng)舉例:理想氣體若選擇

(p,V)為變量,則

T

為態(tài)函數(shù)平衡態(tài)狀態(tài)圖和熱力學(xué)坐標(biāo)62h簡(jiǎn)單系統(tǒng)舉例:理想氣體若選擇(p,V)為變量,則

氣體的態(tài)參量,態(tài)函數(shù)及其單位1

氣體壓強(qiáng)：作用于容器壁上單位面積的正壓力（力學(xué)描述）.

單位：2

體積:氣體所能達(dá)到的最大空間（幾何描述）.

單位：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓：緯度海平面處,時(shí)的大氣壓.

3

溫度:氣體冷熱程度的量度（熱學(xué)描述）.

單位：溫標(biāo)（開(kāi)爾文）.63h氣體的態(tài)參量,態(tài)函數(shù)及其單位1絕熱壁,導(dǎo)熱壁,以及熱接觸在熱力學(xué)中,溫度概念的引入和定量測(cè)定,是以熱力學(xué)第零定律(即熱平衡定律)為基礎(chǔ)的.為此,我們先引入以下三個(gè)概念:假設(shè)有兩個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng),原來(lái)各處在一定的平衡態(tài).在沒(méi)有電磁作用的情況下,如果我們用一塊類似石棉板的材料做成的固定的厚壁將它們隔開(kāi),則它們的態(tài)參量將彼此不產(chǎn)生影響,可以各自獨(dú)立地變化.具有這種性質(zhì)的界壁叫做絕熱壁.如果這固定的器壁由金屬材料等作成,這時(shí)盡管被隔開(kāi)的兩個(gè)系統(tǒng)之間仍不發(fā)生物質(zhì)的交換和力的相互作用,但它們的態(tài)參量將互相關(guān)聯(lián),這種界壁叫做導(dǎo)熱壁.現(xiàn)在我們讓這兩個(gè)系統(tǒng)通過(guò)固定的導(dǎo)熱壁互相接觸,這種接觸叫做熱接觸.64h絕熱壁,導(dǎo)熱壁,以及熱接觸在熱力學(xué)中,溫度概念的引入和熱平衡,熱力學(xué)第零定律實(shí)驗(yàn)證明,一般而言,熱接觸的兩個(gè)系統(tǒng)都將發(fā)生變化;但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,兩個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)便不再隨時(shí)間變化,表明它們已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)共同的平衡態(tài),我們稱這兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了熱平衡(thermalequilibrium).現(xiàn)在,我們用三個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)A,B和C來(lái)做實(shí)驗(yàn).先用絕熱壁將B和C互相隔開(kāi),但使它們同時(shí)與A熱接觸.經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間后,A和B以及A和C都將分別達(dá)到熱平衡.這時(shí),如果再使B和C熱接觸,則將發(fā)現(xiàn)B和C的狀態(tài)都不再發(fā)生變化,說(shuō)明B和C也處于熱平衡.由此得出結(jié)論:如果兩個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)中的每一個(gè)都與第三個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)處于熱平衡,則它們彼此也必定處于熱平衡.

這稱為熱力學(xué)第零定律(zerothlawofthermodynamics)或熱平衡定律.65h熱平衡,熱力學(xué)第零定律實(shí)驗(yàn)證明,一般而言,熱接觸的兩個(gè)溫度關(guān)于熱力學(xué)第零定律的說(shuō)明:熱平衡定律是20世紀(jì)30年代由R.H.Fowler提出的,遠(yuǎn)在熱力學(xué)第一,第二定律提出80年之后.但在邏輯上它應(yīng)該在那兩條定律之前,故稱為第零定律.熱力學(xué)第零定律表明:處在同一平衡態(tài)的所有系統(tǒng)都具有一個(gè)共同的宏觀性質(zhì),我們定義這個(gè)決定系統(tǒng)熱平衡的宏觀性質(zhì)為溫度(temperature).關(guān)于溫度的說(shuō)明:溫度是決定某系統(tǒng)是否可以與別的系統(tǒng)處于熱平衡的一種物理性質(zhì).它是一個(gè)宏觀概念，量化以后就是一個(gè)宏觀量.上面的定義對(duì)溫度的范圍、方向甚至正負(fù)都未加限制.66h溫度關(guān)于熱力學(xué)第零定律的說(shuō)明:熱平衡定律是20世紀(jì)30年代溫度計(jì),溫標(biāo)由于一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度,我們可以選擇適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)作為溫度計(jì)(thermometer).溫度計(jì)的溫度可以通過(guò)它的某一個(gè)態(tài)參量標(biāo)志出來(lái).一般而言,任一物質(zhì)的任一物理性質(zhì),只要它隨著溫度的改變而顯著地單調(diào)地變化,都可以用來(lái)標(biāo)志溫度,稱為物質(zhì)的測(cè)溫性質(zhì)(thermometricproperty).溫度的數(shù)值表示法,稱為溫標(biāo)(thermometricscale).67h溫度計(jì),溫標(biāo)由于一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度,我關(guān)于溫標(biāo)歷史上的攝氏溫標(biāo)(Celsiusthermometricscale)規(guī)定:在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,冰水混合物的平衡溫度即冰點(diǎn)(icepoint)為,水沸騰的溫度即汽點(diǎn)(steampoint)為,在這兩個(gè)溫度之間按溫度計(jì)的測(cè)溫性質(zhì)隨溫度作線性變化來(lái)刻度.注意:如果我們把某物質(zhì)的測(cè)溫性質(zhì)與溫度的關(guān)系確定為線性的,則其它測(cè)溫性質(zhì)與溫度的關(guān)系就可能不是線性的.為了得到可以作為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的溫標(biāo),人們利用實(shí)際氣體在密度趨于零時(shí)的極限——理想氣體的性質(zhì),建立了理想氣體溫標(biāo)(idealgasthermometricscale).在熱力學(xué)第二定律的基礎(chǔ)上,可引入一種不依賴于物質(zhì)的具體測(cè)溫性質(zhì)的溫標(biāo),稱為熱力學(xué)溫標(biāo)(thermodynamicscale).用該溫標(biāo)確定的溫度,稱為熱力學(xué)溫度(thermodynamictemperature)或絕對(duì)溫度(absolutetemperature).68h關(guān)于溫標(biāo)歷史上的攝氏溫標(biāo)(Celsiusthermomet各種溫標(biāo)

物質(zhì)的測(cè)溫性質(zhì)

機(jī)械的保持等容的氣體的壓強(qiáng)p，橡皮塊的張力J幾何的保持常壓的氣體的體積V，液體的體積V

電學(xué)的電阻R

，熱電偶的電動(dòng)勢(shì)1.理想氣體溫標(biāo)：用理想氣體做測(cè)溫物質(zhì)的溫標(biāo)，單位：K（Kelvin）。理想氣體溫標(biāo)在>0.5K的范圍適用（低壓3He氣）。69h各種溫標(biāo)物質(zhì)的測(cè)溫性質(zhì)機(jī)械的保持等容的氣體的壓強(qiáng)p，橡T3為水的三相點(diǎn)(triplepoint)，規(guī)定T3=273.16K一定質(zhì)量的理想氣體有規(guī)律：2.