大學(xué)物理熱學(xué)第一章重點(diǎn)知識(shí)
第一章核心知識(shí)
(1)熱是一種狀態(tài),是宏觀物質(zhì)的一種屬性。本質(zhì)上,熱現(xiàn)象是物質(zhì)中大量分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)。大量分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為熱運(yùn)動(dòng)。它的度量叫溫度。(2)熱物理學(xué)是研究有關(guān)物質(zhì)的熱運(yùn)動(dòng)以及與熱運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系的各種規(guī)律的科學(xué)。
(3)熱物理學(xué)研究對(duì)象:宏觀物體或熱力學(xué)系統(tǒng)。
(4)熱物理學(xué)研究?jī)?nèi)容:與熱現(xiàn)象有關(guān)的性質(zhì)和規(guī)律。
(5)熱物理學(xué)研究對(duì)象的特點(diǎn):包含大量的微觀粒子,這些粒子始終處于無規(guī)的熱運(yùn)動(dòng)中。
(6)熱物理學(xué)研究方法:熱力學(xué)方法(特點(diǎn):普遍性、可靠性),統(tǒng)計(jì)物理學(xué)方法(特點(diǎn):可揭示本質(zhì),但受模型局限)。
(7)熱學(xué)是物理理論的一個(gè)重要組成部分。
(8)熱力學(xué)研究的內(nèi)容與力學(xué)不同,它們分別關(guān)注物質(zhì)的不同屬性。力學(xué)關(guān)注的是與物質(zhì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)的屬性,而熱學(xué)關(guān)注的是與物質(zhì)熱狀態(tài)有關(guān)的屬性。
(9)熱力學(xué)系統(tǒng):熱力學(xué)所研究的具體對(duì)象,簡(jiǎn)稱系統(tǒng)。
(10)封閉系統(tǒng):系統(tǒng)與外界之間,沒有物質(zhì)交換,只有能量交換。
(11)孤立系統(tǒng):系統(tǒng)與外界之間,既無物質(zhì)交換,又無能量交換。
(12)開放系統(tǒng):系統(tǒng)與外界之間,既有物質(zhì)交換,又有能量交換。
(13)平衡態(tài):在沒有外界影響的情況下,系統(tǒng)各部分的宏觀性質(zhì)在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不發(fā)生變化的狀態(tài)。
(14)熱力學(xué)平衡系統(tǒng):同時(shí)滿足力學(xué)平衡條件,熱學(xué)平衡條件,化學(xué)平衡條件的系統(tǒng)(熱力學(xué)平衡三條件:力學(xué)平衡,熱學(xué)平衡,化學(xué)平衡)。
(15)一個(gè)確定的平衡態(tài)對(duì)應(yīng)于一組唯一的熱力學(xué)參量。
(16)處于平衡態(tài)的某種物質(zhì)的熱力學(xué)參量(壓強(qiáng),體積,溫度)之間所滿足的函數(shù)關(guān)系稱為該物質(zhì)的物態(tài)方程:
f(T,p,V)
(17)理想氣體物態(tài)方程:pVRT
(18)理論上:嚴(yán)格滿足理想氣體物態(tài)方程的氣體稱為理想氣體。
(19)實(shí)踐中:壓強(qiáng)接近零的氣體視為理想氣體。
(20)混合理想氣體分壓定律:混合理想氣體壓強(qiáng)等于各成分氣體單獨(dú)存在時(shí)的壓強(qiáng)之和。
(21)推導(dǎo)混合理想氣體分壓定律:p(p1p2...pn)
(22)溫度是處于熱平衡系統(tǒng)的微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能強(qiáng)弱程度的量度。
(23)熱力學(xué)第零定律:在不受外界影響時(shí),任兩個(gè)物體若同時(shí)與第三個(gè)物體處于熱平衡,則此二物體必處于熱平衡狀態(tài),與它們是否有熱接觸無關(guān)。
(24)熱力學(xué)第零定律的物理意義:存在一個(gè)物理量,它是處于熱平衡的物體共同擁有的,這就是溫度。即,處于熱平衡的物體溫度相同。這就是溫度計(jì)使用的物理依據(jù)。
(25)溫標(biāo):溫度的數(shù)值表示。
(26)建立溫標(biāo)的三要素:(1)選擇測(cè)溫物質(zhì)確定它的測(cè)溫屬性,(2)定義固定標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)的溫度,(3)利用測(cè)溫屬性分度。
(27)攝氏溫標(biāo):(1)測(cè)溫物質(zhì)為水銀,測(cè)溫屬性為熱膨脹;(2)固定標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)為水的冰點(diǎn)0度和沸點(diǎn)100度;(3)利用水銀的熱膨脹性質(zhì)分度,從0到100度間等分為100小格。
(28)理想氣體溫標(biāo)三要素:(1)測(cè)溫物質(zhì)為理想氣體,測(cè)溫屬性為理想氣體體積或壓強(qiáng)隨溫度的變化;(2)定義水在三相點(diǎn)的溫度為273.16K;(3)利用溫度與壓強(qiáng)的線性關(guān)系分度
(29)熱力學(xué)溫標(biāo):理論溫標(biāo),是一種不依賴于測(cè)溫物質(zhì)和測(cè)溫屬性的溫標(biāo)
(30)熱力學(xué)溫度用T表示,單位為K。
(31)攝氏溫度和熱力學(xué)溫度的關(guān)系:t=(T/K273.15)(單位為°C)。(32)宏觀物質(zhì)由大數(shù)分子組成。
(33)阿伏伽德羅常量(1mol物質(zhì)的分子數(shù)):
23NA6.0210
(34)溫度越高布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈。
(35)理想氣體的微觀假設(shè):分子當(dāng)作質(zhì)點(diǎn),不占體積;分子之間除碰撞的瞬間外,無相互作用力;彈性碰撞;服從牛頓力學(xué)。
(36)壓強(qiáng):?jiǎn)挝粫r(shí)間單位器壁受到的大數(shù)分子碰撞的平均總沖量。
(37)壓強(qiáng)單位:Pa
1Pa1Nm2
(38)理想氣體壓強(qiáng)公式表達(dá)式:
pnkT
(39)玻耳茲曼常量、普適氣體常量、阿伏伽德羅常量之間的關(guān)系:
kRNA
(40)重要常量:普適氣體常量:
R8.31Jmol1K1
阿伏伽德羅常量:
NA6.021023
231玻耳茲曼常量:
kR/NA1.3810JK
(41)在物理學(xué)研究中,在很多情況下用數(shù)量級(jí)來討論問題就足夠了。
(42)常見普適常量:
玻耳茲曼常量k:與熱過程有關(guān)元電荷e:與電磁過程有關(guān)引力常量G:與引力過程有關(guān)光速c:與相對(duì)論過程有關(guān)
普朗克常量h:與量子物理過程有關(guān)
(43)溫度的微觀意義:絕對(duì)溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的度量
(44)1mol氣體的范德瓦爾斯方程:
(paVm2)(Vmb)RT
(45)任意質(zhì)量氣體的范德瓦爾斯方程:
(pmM22maV)(V2mMmb)mMmRT
(46)由1mol氣體的范德瓦爾斯方程推導(dǎo)任意質(zhì)量氣體的范德瓦爾斯方程。
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第一章核心知識(shí)
(1)熱是一種狀態(tài),是宏觀物質(zhì)的一種屬性。本質(zhì)上,熱現(xiàn)象是物質(zhì)中大量分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)。大量分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為熱運(yùn)動(dòng)。它的度量叫溫度。
(2)熱物理學(xué)是研究有關(guān)物質(zhì)的熱運(yùn)動(dòng)以及與熱運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系的各種規(guī)律的科學(xué)。
(3)熱物理學(xué)研究對(duì)象:宏觀物體或熱力學(xué)系統(tǒng)。
(4)熱物理學(xué)研究?jī)?nèi)容:與熱現(xiàn)象有關(guān)的性質(zhì)和規(guī)律。
(5)熱物理學(xué)研究對(duì)象的特點(diǎn):包含大量的微觀粒子,這些粒子始終處于無規(guī)的熱運(yùn)動(dòng)中。
(6)熱物理學(xué)研究方法:熱力學(xué)方法(特點(diǎn):普遍性、可靠性),統(tǒng)計(jì)物理學(xué)方法(特點(diǎn):可揭示本質(zhì),但受模型局限)。
(7)熱學(xué)是物理理論的一個(gè)重要組成部分。
(8)熱力學(xué)研究的內(nèi)容與力學(xué)不同,它們分別關(guān)注物質(zhì)的不同屬性。力學(xué)關(guān)注的是與物質(zhì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)的屬性,而熱學(xué)關(guān)注的是與物質(zhì)熱狀態(tài)有關(guān)的屬性。
(9)熱力學(xué)系統(tǒng):熱力學(xué)所研究的具體對(duì)象,簡(jiǎn)稱系統(tǒng)。
(10)封閉系統(tǒng):系統(tǒng)與外界之間,沒有物質(zhì)交換,只有能量交換。
(11)孤立系統(tǒng):系統(tǒng)與外界之間,既無物質(zhì)交換,又無能量交換。
(12)開放系統(tǒng):系統(tǒng)與外界之間,既有物質(zhì)交換,又有能量交換。
(13)平衡態(tài):在沒有外界影響的情況下,系統(tǒng)各部分的宏觀性質(zhì)在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不發(fā)生變化的狀態(tài)。
(14)熱力學(xué)平衡系統(tǒng):同時(shí)滿足力學(xué)平衡條件,熱學(xué)平衡條件,化學(xué)平衡條件的系統(tǒng)(熱力學(xué)平衡三條件:力學(xué)平衡,熱學(xué)平衡,化學(xué)平衡)。
(15)一個(gè)確定的平衡態(tài)對(duì)應(yīng)于一組唯一的熱力學(xué)參量。
(16)處于平衡態(tài)的某種物質(zhì)的熱力學(xué)參量(壓強(qiáng),體積,溫度)之間所滿足的函數(shù)關(guān)系稱為該物質(zhì)的物態(tài)方程:
f(T,p,V)0
(17)理想氣體物態(tài)方程:pVRT
(18)理論上:嚴(yán)格滿足理想氣體物態(tài)方程的氣體稱為理想氣體。
(19)實(shí)踐中:壓強(qiáng)接近零的氣體視為理想氣體。
(20)混合理想氣體分壓定律:混合理想氣體壓強(qiáng)等于各成分氣體單獨(dú)存在時(shí)的壓強(qiáng)之和。
(21)推導(dǎo)混合理想氣體分壓定律:p
(22)溫度是處于熱平衡系統(tǒng)的微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能強(qiáng)弱程度的量度。
(23)熱力學(xué)第零定律:在不受外界影響時(shí),任兩個(gè)物體若同時(shí)與第三個(gè)物體處于熱平衡,則此二物體必處于熱平衡狀態(tài),與它們是否有熱接觸無關(guān)。
(24)熱力學(xué)第零定律的物理意義:存在一個(gè)物理量,它是處于熱平衡的物體共同擁有的,這就是溫度。即,處于熱平衡的物體溫度相同。這就是溫度計(jì)使用的物理依據(jù)。
(25)溫標(biāo):溫度的數(shù)值表示。
(26)建立溫標(biāo)的三要素:(1)選擇測(cè)溫物質(zhì)確定它的測(cè)溫屬性,(2)定義固定標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)的溫度,(3)利用測(cè)溫屬性分度。
(27)攝氏溫標(biāo):(1)測(cè)溫物質(zhì)為水銀,測(cè)溫屬性為熱膨脹;(2)固定標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)為水的冰點(diǎn)0度和沸點(diǎn)100度;(3)利用水銀的熱膨脹性質(zhì)分度,從0到100度間等分為100小格。
(28)理想氣體溫標(biāo)三要素:(1)測(cè)溫物質(zhì)為理想氣體,測(cè)溫屬性為理想氣體體積或壓強(qiáng)隨溫度的變化;(2)定義水在三相點(diǎn)的溫度為273.16K;(3)利用溫度與壓強(qiáng)的線性關(guān)系分度
(29)熱力學(xué)溫標(biāo):理論溫標(biāo),是一種不依賴于測(cè)溫物質(zhì)和測(cè)溫屬性的溫標(biāo)
(30)熱力學(xué)溫度用T表示,單位為K。
(31)攝氏溫度和熱力學(xué)溫度的關(guān)系:t=(T/K273.15)(單位為°C)。
(32)宏觀物質(zhì)由大數(shù)分子組成。
(33)阿伏伽德羅常量(1mol物質(zhì)的分子數(shù)):N
(34)溫度越高布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈。
(35)理想氣體的微觀假設(shè):分子當(dāng)作質(zhì)點(diǎn),不占體積;分子之間除碰撞的瞬間外,無相互作用力;彈性碰撞;服從牛頓力學(xué)。
(36)壓強(qiáng):?jiǎn)挝粫r(shí)間單位器壁受到的大數(shù)分子碰撞的平均總沖量。
A(p1p2...pn)6.0210
(37)壓強(qiáng)單位:Pa
1Pa1Nm2
(38)理想氣體壓強(qiáng)公式表達(dá)式:
pnkT
(39)玻耳茲曼常量、普適氣體常量、阿伏伽德羅常量之間的關(guān)系:
kRNA
(40)重要常量:普適氣體常量:
R8.31Jmol1K1
阿伏伽德羅常量:
NA6.021023
玻耳茲曼常量:
kR/NA1.381023JK1
(41)在物理學(xué)研究中,在很多情況下用數(shù)量級(jí)來討論問題就足夠了。
(42)常見普適常量:玻耳茲曼常量k:與熱過程有關(guān)元電荷e:與電磁過程有關(guān)引力常量G:與引力過程有關(guān)光速c:與相對(duì)論過程有關(guān)
普朗克常量h:與量子物理過程有關(guān)
(43)溫度的微觀意義:絕對(duì)溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的度量
(44)1mol氣體的范德瓦爾斯方程:
(pa)(Vmb)RT2Vm(45)任意質(zhì)量氣體的范德瓦爾斯方程:
m2amm(p)(Vb)RT22MmMmMmV
(46)由1mol氣體的范德瓦爾斯方程推導(dǎo)任意質(zhì)量氣體的范德瓦爾斯方程。
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