2022-2023學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：功及其相關(guān)物理量

1功及其相關(guān)物理量2過(guò)程：過(guò)程:指熱力學(xué)系統(tǒng)狀態(tài)的變化。系統(tǒng)不處于平衡態(tài)時(shí)，過(guò)程一定發(fā)生。系統(tǒng)處于平衡態(tài)時(shí)，必須改變外界條件，過(guò)程才會(huì)發(fā)生。閉系的作用分為熱交換、功。對(duì)開系則還有物質(zhì)的交換。31.準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程（Quasi-staticprocess）準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程：進(jìn)行的非常緩慢的過(guò)程，系統(tǒng)在過(guò)程中經(jīng)歷的每一個(gè)狀態(tài)都可以看作平衡態(tài)，是理想的極限概念。準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程的性質(zhì)：⑴

無(wú)摩擦力的準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程：外界的作用力可用系統(tǒng)的狀態(tài)參量描述。⑵有摩擦力的準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程：外界的作用力不可用系統(tǒng)的狀態(tài)參量描述?！菧?zhǔn)靜態(tài)過(guò)程，系統(tǒng)的平衡態(tài)受到破壞。4研究準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程中外界對(duì)系統(tǒng)所作的功：PPdxa如果系統(tǒng)在準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程中體積改變有限，由VA變到VB，則

5圖中的一點(diǎn)確定一組（V,P）值，相應(yīng)于簡(jiǎn)單系統(tǒng)的一個(gè)平衡態(tài)。一個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程可以用圖上的一條曲線代表（一系列平衡態(tài)組成）。外界在準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程中對(duì)系統(tǒng)所作的功等于P-V圖中曲線P=P(V)下方面積值。外界對(duì)系統(tǒng)所作的功與過(guò)程有關(guān)。準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程是一個(gè)理想化的概念，但是許多實(shí)際過(guò)程接近準(zhǔn)靜態(tài)。VPAIIIB62.液體薄膜的表面積功：73.電介質(zhì)極化功兩個(gè)平行板組成的電容器內(nèi)充滿電介質(zhì)，兩板的電勢(shì)差為U，當(dāng)電容器的電荷增量為dq時(shí)，外界作功

dW=Udqρ：電容器的面電荷密度，A：平行板面積，l兩極之間的距離，E：電介質(zhì)中的電場(chǎng)強(qiáng)度，

dq=Adρ，El=U所以：dW=Udq=ElAdρ=VEdρV=Al電介質(zhì)的體積。8電磁學(xué)的高斯定律ρ=DD：電位移dW=VEdDD=

oE+P

o：真空介電常數(shù)8.854

10-12F

m-1,P：電極化強(qiáng)度。激發(fā)電場(chǎng)的功，使介質(zhì)極化的功94.廣義功在準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程中外界對(duì)系統(tǒng)所做的功：yi稱為外參量，Yi是與yi相應(yīng)的廣義力。10廣延量：與系統(tǒng)的質(zhì)量或者摩爾數(shù)成正比，可疊加。如：質(zhì)量M、摩爾數(shù)n、體積V強(qiáng)度量：與系統(tǒng)的質(zhì)量或摩爾數(shù)無(wú)關(guān)。如：壓強(qiáng)P、溫度T、磁場(chǎng)強(qiáng)度H

廣延量除以質(zhì)量、物質(zhì)的量或體積可成為強(qiáng)度量。

c=C/M,Vm=V/n,ρ=M/V均勻系統(tǒng)的熱力學(xué)量分為兩類：廣延量強(qiáng)度量5.廣延量和強(qiáng)度量Brown運(yùn)動(dòng)理論

簡(jiǎn)介

Brown粒子位移的方均值

Brown運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散的關(guān)系

簡(jiǎn)單應(yīng)用

1927年，英國(guó)植物學(xué)家Brown在用顯微鏡觀察浮在水中的植物花粉時(shí)，發(fā)現(xiàn)這些顆粒不停地作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)．這種運(yùn)動(dòng)稱為Brown運(yùn)動(dòng)，作運(yùn)動(dòng)的粒子稱為Brown粒子．

Brown運(yùn)動(dòng)實(shí)質(zhì)上是周圍分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映．而且，由于觀測(cè)是在宏觀短而微觀長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的，因此實(shí)際上觀測(cè)到的是Brown粒子的一種平均運(yùn)動(dòng)，Brown粒子的位移只是一種剩余的漲落．Brown運(yùn)動(dòng)在科學(xué)技術(shù)上具有重大的意義．簡(jiǎn)介Brown粒子位移的方均值

為簡(jiǎn)單起見，只討論Brown粒子的運(yùn)動(dòng)在一個(gè)水平方向的投影，且假設(shè)不存在外場(chǎng)．設(shè)Brown粒子的質(zhì)量為m，在時(shí)刻t，微粒的坐標(biāo)為x(t)．周圍分子對(duì)Brown碰撞的凈作用力為F(t).Langevin將F(t)分解成兩部分其中F‘(t)相當(dāng)于周圍分子對(duì)靜止的Brown粒子的碰撞作用力;F“(t)是由于當(dāng)Brown粒子以速度v運(yùn)動(dòng)