2011年自考物理(工)串講筆記(一)
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第二篇 熱學轉(zhuǎn)自環(huán) 球 網(wǎng) 校edu24ol.com
2.1 氣動理論
2.2 熱力學理論
這一篇主要講述的內(nèi)容是以氣體為研究對象時所涉及的物理量，以及氣體狀態(tài)改變所涉及的功、熱、內(nèi)能運算研究氣體時所涉及的物理量主要有P、V、T分別為壓強、體積、溫度。氣體的狀態(tài)可以用一組P、V、T來表示，如果氣體的P、
V、T中有物理量發(fā)生改變，我們就稱之為氣體狀態(tài)改變了，因此在研究氣體的時候不同狀態(tài)的氣體通?？赡茏裱煌囊?guī)律，這樣研究氣體就沒有標準了，結(jié)果也會五花八門，為此，我們規(guī)定一種標準的研究狀態(tài)，即在壓強P0=1atm，溫度為T0=273.15K時，此時1摩爾的任何氣體的體積均為 此即阿伏加德羅定律，符合該定律的氣體，稱之為理想氣體，理想氣體的P、V、T通常符合，關(guān)于R稱之為普遍常量，上述公式涉及的單位詳見P107.
前面講到氣體的狀態(tài)涉及P、V、T，那么P、V、T究竟是什么，如何產(chǎn)生的呢?
我們知道氣體分子通常是運動的，關(guān)于氣體體積V比較容易理解，它通常和盛裝氣體容器有關(guān)，因此在此不再敘述壓強如何產(chǎn)生的呢?我們在雨天打傘，雨點打在傘上你會通過手感到雨點對傘的壓力，如果將裝在容器的氣體分子想像成雨點，由于它們無規(guī)則雜亂無章的熱運動，必然和裝它的容器壁發(fā)生沖撞，大量分子對器壁的沖撞就會形成對器壁的壓力作用，此即壓強成因，如果是理想氣體的話，則其壓強可通過下式求取
是單位體積的平均分子數(shù)，V為分子熱運動的速率。
關(guān)于反映分子熱運動的分子速率主要三種
最慨然速率，通常 表示，
方均根速率，通常 表示，
平均速率
上述理想氣體壓強公式中，V為方均根速率的平方。
上面介紹了壓強的微觀本質(zhì)和壓強的計算公式，那么什么是溫度呢?
溫度是衡量分子熱運動的劇烈程度的，在數(shù)值上它和分子熱運動的平均平動動能有關(guān)，分子的平均平動動能是指將分子看成一個質(zhì)點，作平移運動，其熱運動動能就是平動動能，其量化公式，分子作無規(guī)則熱運動表明分子具有能量，這種能量不僅僅體現(xiàn)在平動動能上，還體現(xiàn)在分子可以轉(zhuǎn)動，振動等運動形式上，將上述所有可能的能量的和稱之為分子熱運動總能量。每個分子平均總能量 ，i為自由度，關(guān)于自由度大家要記清楚不同分子種類的自由度，詳見P114頁。
除了上述分子熱運動能外分子和分子間還存在勢能，將分子熱運動的功能和熱能的和叫作物質(zhì)的內(nèi)能，對于理想氣體，由于忽視分子間作用力，所以理想主體的內(nèi)能是指分子熱運動動能的總和。
質(zhì)量M，摩爾質(zhì)量mol的的理想氣體內(nèi)能
要牢牢掌握
本章節(jié)留閱讀，教材第7節(jié)氣體分子熱運動的速率分布規(guī)律，在115頁，希望課后認真閱讀。
熱力學基礎(chǔ)這一章是這一篇的重點，熱力學基礎(chǔ)這一章主要分為兩部分內(nèi)容：
(1)氣體狀態(tài)從一個狀態(tài)向另一個狀態(tài)變化，從能量角度涉及哪幾個物理量，對于幾種典型的變化過程Q、W、E如何計算。
(2)氣體狀態(tài)從一個狀態(tài)向另一個狀態(tài)改變能不能發(fā)生，如果能夠發(fā)生，發(fā)生條件是什么，前者和熱力學第一定律有關(guān)，后者和熱力學第二定律有關(guān)。
熱力學系統(tǒng)從平衡狀態(tài)1向狀態(tài)2變化中，外界對系統(tǒng)所作的功和外界給系統(tǒng)的熱量二者之和是恒定的。等于系統(tǒng)的內(nèi)能。
定律表明：
1.狀態(tài)改變涉及功、熱、內(nèi)能
2.功、熱、內(nèi)能三者建立了量上的關(guān)系，那么
平衡過程中功、能、熱如何計算呢?
平衡過程中功的計算：
平衡過程中熱量的計算：
C是摩爾熱容量， 通常又分為定壓摩爾熱容量和定容摩熱容量。
因此對于等壓過程熱量計算
對于等容過程熱量計算
內(nèi)能的計算
原則上，上述對熱、功、內(nèi)能計算的方法對所有狀態(tài)改變所經(jīng)
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