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第二部分 热力学 * * * * ----考前辅导 考试大纲 热学 气体动理论 热力学 波动学 光学（波动光学） 注册工程师执业资格考试 普通物理 E-mail:网易用户名 zcgcs09@163.com 密码 zcgcswl 第一部分 气体动理论 引论 1.揭示热现象的微观本质 2.了解分子运动的微观规律 1.大量分子频繁碰撞,分子的速率和运动方向不断改变 研究分子运动的目的： 对分子运动的认识（微观图景） 2.分子不停地作无规则运动 即每一瞬间，分子的运动方向和速度大小都是随机的，可以取任何值。 3.大量分子运动有统计规律 一、理想气体 1．状态参量 质量 M [ kg ] 摩尔质量 =分子量 压强 P [ Pa---帕斯卡 ] 体积 V 温度 T 或 2、一定量理想气体状态方程 表达式1： 普适气体常量 表达式2： 表达式3： 分子数密度 玻兹曼常数 二、宏观量的微观本质 1、压强 分子数密度 分子平均平动动能 宏观量 微观量 2、温度T 宏观量 微观量 温度唯一地与分子平均平动动能相联系 3、 能量均分定理 理想气体的内能 如果气体分子有i个自由度， 则分子的平均动能为 理想气体的内能=所有分子的热运动动能之总和 自由度 i 确定分子位置所需的独立坐标数。 刚性气体分子 单原子分子 双原子分子 多原子分子 答：B 例1 某容器内贮有1mol氢和氦，设各自对器壁产生的 压强分别为 和 ，则两者的关系是 提示： 都是1mol 都在同一容器内 例2 两种理想气体的温度相等，则它们的 ①分子的平均动能相等。 ②分子的平均转动动能相等。 ③分子的平均平动动能相等。 ④内能相等 以上论断中，正确的是 A. ①②③④ B. ①②④ C. ①④ D. ③ 答：D 平均动能=平均平动动能 + 平均转动动能 例3 答：A 压强为ｐ、体积为Ｖ的氦气（视为刚性分子理想 气体）的内能为： （Ｃ）ｐＶ ． （Ｄ）3ｐＶ． （Ａ）ｐＶ ． （Ｂ）ｐＶ． 1、分子的速率分布律 平衡态下的气体系统中，分子速率为随机变量。可以取任何可以取的值。 三、分子运动的微观统计规律 但分子的速率分布，却是有规律的。 表示在一定的温度下，速率在100m/s~200m/s区间内的分子数占总分子数的百分比 多次统计，此百分比不变 概率密度 百分率=概率 1 2 速率 100m/s （1）任一小段曲线下面积 （2）曲线下总面积 1 分子出现在 区间内的分子数与总分子数的百分比 分子速率分布函数 2.三种速率统计值 (1)最可几速率（最概然速率） 在一定温度下，气体分子最可能具有的速率值。 分子分布在 附近的概率最大。 (3) 不必记 (2)平均速率 : 大量分子速率的算术平均值 (3)方均根速率 都与 成正比， 与 成反比 3.分布曲线与温度的关系 温度越高，分布曲线中的最概然速率 增大，但归一化条件要求曲线下总面积不变，因此分布曲线宽度增大，高度降低。 T2 T1 答：（E） f(v) v 0 2000 例4 (A)2000m/s (B)1500m/s (C)1000m/s (D)800m/s (E)500m/s 氢气和氧气在同一温度下的麦克司韦曲线如图，氧气分子的最可几（最概然）速率为 气体分子平均碰撞次数和平均自由程 气体分子在连续两次碰撞之间自由通过的路程。 在单位时间内分子与其他分子碰撞的平均次数。 分子自由程( ): 碰撞频率( ): 平均自由程与分子的有效直径的平方和分子数密度成反比 当温度恒定时,平均自由程与气体压强成反比 从能量观点研究 机械运动与热运动的相互转化问题 一、基本概念 1、热力学系统： 固、液、气态物质 外界：作用于热力学系统的环境 2、准静态过程:系统所经历的中间状态都可近似看作平衡态（过程无限缓慢） 3、四种特殊过程：等温、等压、 理想气体 重点:热力学第一定律 等容、绝热 系统 4.准静态过程的 P---V图 (1)用P---V坐标系中的曲线代表状态变化过程----准静态过程 曲线上每一点代表一种状态 （2）等温过程 双曲线 即 P V 1 1 2 p . V V 等温过程 . T升高，曲线向远离原点的方向移动 （3）等压过程 （4）等容（等体）过程 P V p V P V 绝热 绝热 P大 P小 （5） 绝 热 过 程 绝热 绝热 膨胀中P V T 特征：（1）系统不与外界交换热量的过程。 即不吸热，不放热。 （2）P,V,T三量均