热学第一章

这是一篇关于热学第一章的思维导图，导图从绪论、温度、温标、物态方程这四个方面作了介绍，供大家学习参考。

热学·第一章

• 绪论
  • 热现象
    • 宏观上是与温度T有关的物理性质
    • 微观上是大量粒子无规则运动的集体表现
  • 热运动
    • 宏观物质以热现象为主要标志的运动
  • 系统
    • 开放系统
      • 有E、m交换
    • 封闭系统
      • 有E，无m交换
    • 孤立系统
      • 无E、m交换
  • 研究方法
    • 宏观法：根据大量直接观察和实验测量总结的基本规律，研究热现象的宏观特性和规律，称为热力学方法
    • 微观法：从物质的微观结构出发，用统计平均的方法来研究热现象及规律的微观本质，称为统计物理方法
• 温度
  • 平衡态
    • 定义：孤立系统最终达到的所有宏观性质都不随时间变化的状态
    • 平衡条件
      • 热学平衡条件
      • 力学平衡条件
      • 化学平衡条件
    • 特性
      • 平衡态不同于稳定态（三大条件缺一不可）
      • 空间上分布特征
        • 均匀系统和非均匀系统
        • 不存在外力场（或可忽略）和外力场不可忽略
      • 时间上特性
        • 动态平衡
        • 涨落
      • 是热学中的一个理想化模型
  • 状态参量
    • 表征系统宏观性质或状态的量
    • 如：几何参量，力学参量，化学参量，电磁参量
  • 热力学第零定律（热平衡定律）
    • 如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统的同一热状态处于热平衡，则这两个热力学系统彼此也一定处于热平衡
    • 意义
      • 互为热平衡的系统具有相同温度
      • 指出测量温度的方法
  • 温度
    • 宏观：表示物体冷热的程度
    • 微观：温度是构成系统的大量分子无规则运动强弱的表现，是分子平动动能的量度
• 温标
  • 经验温标
    • 温标三要素
      • 选择测温物质和测温参量
      • 规定测温参量随温度的变化关系
      • 固定标准点
        • 标准点的选定不唯一，因此温度计的标度方法不唯一
    • 水的三相点
      • 273.16K
      • 是纯水纯冰和水蒸气平衡共存状态的温度
      • 这个状态是唯一的，只有在一定压强为609Pa和一定温度下才能实现
      • 区别于冰点273.15K
  • 理想气体温标
    • 气体温度计
      • 定容气体温度计
      • 定压气体温度计
    • 在压强极低的极限情况下，气体温标只取决于气体的共同性质，而与特定气体的特定性质无关，这时所遵循的普遍规律建立的温标是理想气体温标
    • • T（p）表示定容气体温度计与待测系统达到热平衡时的温度
      • Ptr为气体温度计在水的三相点时的压强
    • 理想气体温标在极低温度和高温条件下不适用
  • 热力学温标
    • 建立在热二基础上，不依赖于任何物质的具体测温属性的温标
    • 单位：K
    • 在有效范围内：热力学温标=理想气体温标
  • 国际温标
    • 规定以热力学温标为基本温标ITS
    • 符号T，单位K
    • 1K的物理意义：水的三相点的热力学温度的1/273.16
  • 摄氏温标
    • 符号t，单位℃
    • t=T-273.15
  • 华氏温标
    • 符号
    • 单位：℉
    • =32+9/5t
  • 绝对零度可以无限接近，但不能达到
• 物态方程
  • 气体实验定律
    • 玻意耳-马略特定律
      • 一定质量的气体，在温度不变条件下，其压强与体积成反比
    • 盖吕萨克定律
      • α为气体膨胀系数，V0为0℃时气体的体积
      • 一定质量的气体，在压强不变条件下，体积随温度线性变化
    • 查理定律
      • β为气体压强系数
      • 一定质量的气体，在体积不变条件下，压强随温度线性变化
  • 理想气体物态方程
    • Vm摩尔体积，R摩尔气体常量（普适气体常量），R=8.31J/（mol·K）
    • 理想气体的质量密度
    • • n：分子数密度
      • k：玻尔兹曼常量
  • 混合理想气体的状态方程
    • 道尔顿分压定律：稀薄混合气体的总压强等于各种组分的分压强之和