热 学 习 题 课 (2007.10.18)
Ⅰ 教学基本要求
气体动理论及热力学
1.了解气体分子热运动的图象.理解理想气体的压强公式和温度公式.通过推导气体压强公式,了解从提出模型,进行统计平均,建立宏观量与微观量的联系到阐明宏观量的微观本质的思想和方法.能从宏观和统计意义上理解压强,温度,内能等概念.了解系统的宏观性质是微观运动的统计表现.
2.了解气体分子平均碰撞频率及平均自由程.
3.了解麦克斯韦速率分布率及速率分布函数和速率分布曲线的物理意义.了解气体分子热运动的算术平均速率,方均根速率.了解波耳兹曼能量分布律.
4.通过理想气体的刚性分子模型,理解气体分子平均能量按自由度均分定理,并会应用该定理计算理想气体的定压热容,定体热容和内能.
5.掌握功和热量的概念.理解准静态过程.掌握热力学过程中的功,热量,内能改变量及卡诺循环等简单循环的效率.
6.了解可逆过程和不可逆过程.了解热力学第二定律及其统计意义.了解熵的玻耳兹曼表达式.
Ⅱ 内容提要一,气体动理论(主要讨论理想气体)
1.状态方程 pV=( M/Mmol)RT
pV/T= 常量 p=nkT
2.压强公式

3.平均平动动能与温度的关系
4.常温下分子的自由度
单原子 i=t=3
双原子 i=t+r=3+2=5
多原子 i=t+r=3+3=6
5.能均分定理
每个分子每个自由度平均分得能量 kT/2
每个分子的平均动能
理想气体的内能:E=( M/Mmol) (i/2)RT;
6.麦克斯韦速率分律:
7.平均碰撞次数
8.平均自由程
二,热力学基础
1.准静态过程(略)
2.热力学第一定律
Q= (E2-E1)+A dQ=dE+dA
准静态过程的情况下
dQ=dE+pdV
3.热容 C=dQ/dT
定体摩尔热容 CV,=(dQ/dT)V/ν
定压摩尔热容 Cp,=(dQ/dT)p/ν
比热容比 (=Cp,/CV,
对于理想气体:
CV,=(i/2)R Cp,=[(i/2)+1]R
Cp,CV,=R (=(i+2)/i
4.几个等值过程的E, A, Q
等体过程 E= (M/Mmol)CV,T

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