高二物理 熱力學基礎(chǔ) 競賽課件

熱力學基礎(chǔ)熱學簡介

自然界雨雪的形成，蒸汽機的發(fā)明及其效率的提高，與人們生活息息相關(guān)冰箱、空調(diào)等，低溫的獲得及超導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)。Magneticallylevitatingalivefrog熱學簡介

熱學概念和規(guī)律（如熵、熱力學第一定律、熱力學第二定律）已經(jīng)進入能源、材料、宇宙、生命、信息、經(jīng)濟和社會領(lǐng)域……

股票市場的走勢能準確預(yù)測嗎？

為什么紅、黑兩種顏色墨水混合后不能自動分開？

宇宙是永恒的還是會走向消亡？

地球上的能源是用之不竭的嗎？

為什么我們要倡導(dǎo)低碳生活？

宏觀方法

熱學簡介研究對象：物質(zhì)的熱運動

研究方法：

微觀方法

本次課討論：

熱力學中的幾個基本概念

熱力學第零定律&第一定律熱力學理論統(tǒng)計規(guī)律一、熱力學中的幾個基本概念1．熱力學系統(tǒng)（1）所要研究的宏觀物體或者物體組，簡稱系統(tǒng)。（2）根據(jù)系統(tǒng)與外界的關(guān)系，把熱力學系統(tǒng)分為：

孤立系統(tǒng)(isolatedsystem)

封閉系統(tǒng)(closedsystem)

開放系統(tǒng)(opensystem)與系統(tǒng)相互作用的周圍環(huán)境，稱為外界。與外界完全隔絕，無物質(zhì)、能量交換；與外界無物質(zhì)交換，但可有能量交換；與外界可以有物質(zhì)交換，或能量交換.本課程常以一定質(zhì)量的理想氣體為熱力學系統(tǒng)。1．熱力學系統(tǒng)（3）理想氣體一、熱力學中的幾個基本概念

宏觀定義：分子本身的大小遠小于分子間的平均距離；b.除碰撞的瞬間外，分子間無相互作用；c.分子間（或分子與容器壁）的碰撞為彈性碰撞。b.溫度較高（大于500K）、壓強不大（不高于1.01×105帕）；a.遵循三個實驗定律（Boyle,GayLussac,Charles）和Avogadro定律；

微觀定義：無相互作用的彈性質(zhì)點。2．平衡態(tài)

一個熱力學系統(tǒng)在不受外界影響的條件下，它的宏觀性質(zhì)具有空間均勻性和時間不變性。

處于平衡態(tài)的熱力學系統(tǒng)可用一組狀態(tài)量（p,V,T）表示。p—力學量；V—幾何量；T—熱學量

理想氣體的平衡態(tài)在p-V圖上表示成一個點一、熱力學中的幾個基本概念

一個連接于高溫熱源和低溫熱源之間的金屬棒，一段時間后金屬棒上各處溫度不再變化，這是平衡態(tài)嗎？?NO!是穩(wěn)定態(tài)3．準靜態(tài)過程（1）若外界對系統(tǒng)有影響，系統(tǒng)從一個狀態(tài)到另一個狀態(tài)所經(jīng)歷的變化叫熱力學過程。（2）準靜態(tài)過程：系統(tǒng)的初、末態(tài)及所有的中間態(tài)都可近似看成平衡態(tài)。

實際的熱力學過程為非靜態(tài)過程。

是一個理想情況（非常緩慢的過程）；氣體活塞砂子T1T1+dTT1+2dTT2

準靜態(tài)過程在p-V圖上表示為一條曲線；一、熱力學中的幾個基本概念4．體積功（1）一定質(zhì)量的氣體由于體積變化所做的功。（2）在p-V圖中表示為過程曲線下方所包圍的面積。

功是過程量。如何實現(xiàn)系統(tǒng)的準靜態(tài)過程？當氣體體積從V1變到V2時，所做的總功為緩慢地作功或熱傳遞！FpVSddVl

氣體膨脹，對外界作正功，一、熱力學中的幾個基本概念元功氣體被壓縮，對外界作負功5．熱量（1）系統(tǒng)與外界由于存在溫度差傳遞的能量?！獰崛荨葻崛荨枱崛荩?）若Q>0，系統(tǒng)從外界吸收熱量；若Q<0，系統(tǒng)向外界放出熱量。一、熱力學中的幾個基本概念5．熱量

等體摩爾熱容：

等壓摩爾熱容：熱量是過程量

!一、熱力學中的幾個基本概念

等體過程：

等壓過程：（3）實驗發(fā)現(xiàn)：相同的理想氣體分別經(jīng)等體、等壓過程升高相同的溫度，所吸收的熱量不等。（1）做功和熱傳遞都可以改變系統(tǒng)的能量。小結(jié)：（2）熱力學第零定律：熱能與其他形式的能量的轉(zhuǎn)化熱能在不同的系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)移

如果物體A和B分別與物體C處于熱平衡的狀態(tài)，那么A和B之間也處于熱平衡.一、熱力學中的幾個基本概念系統(tǒng)與外界存在壓力差系統(tǒng)與外界存在溫度差6．內(nèi)能

系統(tǒng)的內(nèi)能指系統(tǒng)的總能量。說明：（1）由于熱力學只討論熱運動，所以系統(tǒng)的內(nèi)能變化只與分子動能和分子間勢能有關(guān)，即（2）對于理想氣體，分子間沒有作用力，沒有勢能，