热学 热学竞赛辅导漫谈 陈连余 南京市金陵中学 1、分子动理论 原子和分子的量级。 分子的热运动。布朗运动。温度的微观意义。 分子力。 分子的动能和分子间的势能。物体的内能。 热学竞赛内容提要 2、热力学第一定律 热力学第一定律。 3、气体的性质 热力学温标。 理想气体状态方程。普适气体恒量。 理想气体状态方程的微观解释(定性)。 理想气体的内能。 理想气体的等容、等压、等温和绝热过程 (不要求用微积分运算)。 4、液体的性质 流体分子运动的特点。 表面张力系数。 浸润现象和毛细现象(定性)。 5、固体的性质 晶体和非晶体。空间点阵。 固体分子运动的特点。 6、物态变化 熔解和凝固。熔点。熔解热。 蒸发和凝结。饱和汽压。沸腾和沸点。汽化热。临界温度。 固体的升华。 空气的湿度和湿度计。露点。 7、热传递的方式 传导、对流和辐射。 8、热膨胀 热膨胀和膨胀系数。 热力学定律 话题1 热力学第零定律 (1)热交换定律 温度不同的两个物体相互接触后,要产生能量传递,高温物体向低温物体放出热量,低温物体要从高温物体吸收热量。当达到热平衡时,Q放=Q吸 。 (2)在热力学系统中,当第一、第二两系统都与第三个系统达到热平衡时,那么当第一、第二两系统也达到热平衡。这就叫热力学第零定律。 热力学第零定律说明当两系统达到热平衡时,它们具有一个共同的状态参量-温度。 热力学第零定律不仅建立了温度概念,同时又是测量温度的理论及实验依据。 话题2 热力学第一定律 1.准静态过程 当系统与外界交换能量时,系统的状态就要发生变化。系统状态随时间的变化,叫做热力学过程。 实际过程进行时,任意时刻,系统的状态会偏离平衡态。如果过程中的任意时刻,系统都无限接近于平衡态,这样的过程叫做准静态过程。 广义上的内能,指某物体系统由其内部状态所决定的能量。 某给定理想气体系统的内能,是组成该气体系统的全部 分子的动能之和,其值为 ,由状态参量 决定,内能 ,是状态参量 的单值函数。 真实气体的内能除了其全体分子的动能外还包括分子之间 的引力势能。实验证明,真实气体的内能是状态参量 和 (或 )的函数,即或。某给定气体系统的内能。只由该系统的状态所决定。 2.内能 气体压强 活塞面积 气体系统体积变化过程所做的功 气体膨胀 系统对外做正功 气体被压缩 系统对外做负功 与过程有关 体积从 变到 系统所做的功 沿acb过程的功 沿adb过程的功 系统通过体积变化实现作功。 热力学中的功是与系统始末状态和过程都有关的一种过程量。 3.功 系统与外界由于温度不同,状态发生变化,会有热量传递。 外界质量 m 比热 c 吸收热量 dQ 温度升高 dT 若改用摩尔热容C(1mol的物质温度升高1K时所吸收的热量),则系统由温度 T1 变到温度 T2的过程中所吸收的热量 系统吸收的热量为正,则Q>0. 若计算结果Q