大學物理熱學第一章重點知識

第一章核心知識

（1）熱是一種狀態(tài)，是宏觀物質(zhì)的一種屬性。本質(zhì)上，熱現(xiàn)象是物質(zhì)中大量分子無規(guī)則運動的集體表現(xiàn)。大量分子的無規(guī)則運動稱為熱運動。它的度量叫溫度。（2）熱物理學是研究有關(guān)物質(zhì)的熱運動以及與熱運動相聯(lián)系的各種規(guī)律的科學。

（3）熱物理學研究對象：宏觀物體或熱力學系統(tǒng)。

（4）熱物理學研究內(nèi)容：與熱現(xiàn)象有關(guān)的性質(zhì)和規(guī)律。

（5）熱物理學研究對象的特點：包含大量的微觀粒子，這些粒子始終處于無規(guī)的熱運動中。

（6）熱物理學研究方法：熱力學方法（特點：普遍性、可靠性），統(tǒng)計物理學方法（特點：可揭示本質(zhì)，但受模型局限）。

（7）熱學是物理理論的一個重要組成部分。

（8）熱力學研究的內(nèi)容與力學不同，它們分別關(guān)注物質(zhì)的不同屬性。力學關(guān)注的是與物質(zhì)機械運動狀態(tài)有關(guān)的屬性，而熱學關(guān)注的是與物質(zhì)熱狀態(tài)有關(guān)的屬性。

（9）熱力學系統(tǒng)：熱力學所研究的具體對象，簡稱系統(tǒng)。

（10）封閉系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界之間，沒有物質(zhì)交換，只有能量交換。

（11）孤立系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界之間，既無物質(zhì)交換，又無能量交換。

（12）開放系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界之間，既有物質(zhì)交換，又有能量交換。

（13）平衡態(tài)：在沒有外界影響的情況下，系統(tǒng)各部分的宏觀性質(zhì)在長時間內(nèi)不發(fā)生變化的狀態(tài)。

（14）熱力學平衡系統(tǒng)：同時滿足力學平衡條件，熱學平衡條件，化學平衡條件的系統(tǒng)（熱力學平衡三條件：力學平衡，熱學平衡，化學平衡）。

（15）一個確定的平衡態(tài)對應(yīng)于一組唯一的熱力學參量。

（16）處于平衡態(tài)的某種物質(zhì)的熱力學參量（壓強，體積，溫度）之間所滿足的函數(shù)關(guān)系稱為該物質(zhì)的物態(tài)方程：

f(T,p,V)

（17）理想氣體物態(tài)方程：pVRT

（18）理論上：嚴格滿足理想氣體物態(tài)方程的氣體稱為理想氣體。

（19）實踐中：壓強接近零的氣體視為理想氣體。

（20）混合理想氣體分壓定律：混合理想氣體壓強等于各成分氣體單獨存在時的壓強之和。

（21）推導混合理想氣體分壓定律:p(p1p2...pn)

（22）溫度是處于熱平衡系統(tǒng)的微觀粒子熱運動平均動能強弱程度的量度。

（23）熱力學第零定律：在不受外界影響時，任兩個物體若同時與第三個物體處于熱平衡，則此二物體必處于熱平衡狀態(tài)，與它們是否有熱接觸無關(guān)。

（24）熱力學第零定律的物理意義：存在一個物理量，它是處于熱平衡的物體共同擁有的，這就是溫度。即，處于熱平衡的物體溫度相同。這就是溫度計使用的物理依據(jù)。

（25）溫標：溫度的數(shù)值表示。

（26）建立溫標的三要素：（1）選擇測溫物質(zhì)確定它的測溫屬性，（2）定義固定標準點的溫度，（3）利用測溫屬性分度。

（27）攝氏溫標：（1）測溫物質(zhì)為水銀，測溫屬性為熱膨脹；（2）固定標準點為水的冰點0度和沸點100度；（3）利用水銀的熱膨脹性質(zhì)分度，從0到100度間等分為100小格。

（28）理想氣體溫標三要素：（1）測溫物質(zhì)為理想氣體，測溫屬性為理想氣體體積或壓強隨溫度的變化；（2）定義水在三相點的溫度為273.16K；（3）利用溫度與壓強的線性關(guān)系分度

（29）熱力學溫標：理論溫標，是一種不依賴于測溫物質(zhì)和測溫屬性的溫標

（30）熱力學溫度用T表示，單位為K。

（31）攝氏溫度和熱力學溫度的關(guān)系：t=(T/K273.15)(單位為°C)。（32）宏觀物質(zhì)由大數(shù)分子組成。

（33）阿伏伽德羅常量（1mol物質(zhì)的分子數(shù)）：

23NA6.0210

（34）溫度越高布朗運動越劇烈。

（35）理想氣體的微觀假設(shè)：分子當作質(zhì)點，不占體積；分子之間除碰撞的瞬間外，無相互作用力；彈性碰撞；服從牛頓力學。

（36）壓強：單位時間單位器壁受到的大數(shù)分子碰撞的平均總沖量。

（37）壓強單位：Pa

1Pa1Nm2

（38）理想氣體壓強公式表達式：

pnkT

（39）玻耳茲曼常量、普適氣體常量、阿伏伽德羅常量之間的關(guān)系：

kRNA

（40）重要常量：普適氣體常量：

R8.31Jmol1K1

阿伏伽德羅常量：

NA6.021023

231玻耳茲曼常量：

kR/NA1.3810JK

（41）在物理學研究中，在很多情況下用數(shù)量級來討論問題就足夠了。

（42）常見普適常量：

玻耳茲曼常量k：與熱過程有關(guān)元電荷e：與電磁過程有關(guān)引力常量G：與引力過程有關(guān)光速c：與相對論過程有關(guān)

普朗克常量h：與量子物理過程有關(guān)

（43）溫度的微觀意義：絕對溫度是分子熱運動劇烈程度的度量

（44）1mol氣體的范德瓦爾斯方程：

(paVm2)(Vmb)RT

（45）任意質(zhì)量氣體的范德瓦爾斯方程：

(pmM22maV)(V2mMmb)mMmRT

（46）由1mol氣體的范德瓦爾斯方程推導任意質(zhì)量氣體的范德瓦爾斯方程。

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第一章核心知識

（1）熱是一種狀態(tài)，是宏觀物質(zhì)的一種屬性。本質(zhì)上，熱現(xiàn)象是物質(zhì)中大量分子無規(guī)則運動的集體表現(xiàn)。大量分子的無規(guī)則運動稱為熱運動。它的度量叫溫度。

（2）熱物理學是研究有關(guān)物質(zhì)的熱運動以及與熱運動相聯(lián)系的各種規(guī)律的科學。

（3）熱物理學研究對象：宏觀物體或熱力學系統(tǒng)。

（4）熱物理學研究內(nèi)容：與熱現(xiàn)象有關(guān)的性質(zhì)和規(guī)律。

（5）熱物理學研究對象的特點：包含大量的微觀粒子，這些粒子始終處于無規(guī)的熱運動中。

（6）熱物理學研究方法：熱力學方法（特點：普遍性、可靠性），統(tǒng)計物理學方法（特點：可揭示本質(zhì)，但受模型局限）。

（7）熱學是物理理論的一個重要組成部分。

（8）熱力學研究的內(nèi)容與力學不同，它們分別關(guān)注物質(zhì)的不同屬性。力學關(guān)注的是與物質(zhì)機械運動狀態(tài)有關(guān)的屬性，而熱學關(guān)注的是與物質(zhì)熱狀態(tài)有關(guān)的屬性。

（9）熱力學系統(tǒng)：熱力學所研究的具體對象，簡稱系統(tǒng)。

（10）封閉系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界之間，沒有物質(zhì)交換，只有能量交換。

（11）孤立系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界之間，既無物質(zhì)交換，又無能量交換。

（12）開放系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界之間，既有物質(zhì)交換，又有能量交換。

（13）平衡態(tài)：在沒有外界影響的情況下，系統(tǒng)各部分的宏觀性質(zhì)在長時間內(nèi)不發(fā)生變化的狀態(tài)。

（14）熱力學平衡系統(tǒng)：同時滿足力學平衡條件，熱學平衡條件，化學平衡條件的系統(tǒng)（熱力學平衡三條件：力學平衡，熱學平衡，化學平衡）。

（15）一個確定的平衡態(tài)對應(yīng)于一組唯一的熱力學參量。

（16）處于平衡態(tài)的某種物質(zhì)的熱力學參量（壓強，體積，溫度）之間所滿足的函數(shù)關(guān)系稱為該物質(zhì)的物態(tài)方程：

f(T,p,V)0

（17）理想氣體物態(tài)方程：pVRT

（18）理論上：嚴格滿足理想氣體物態(tài)方程的氣體稱為理想氣體。

（19）實踐中：壓強接近零的氣體視為理想氣體。

（20）混合理想氣體分壓定律：混合理想氣體壓強等于各成分氣體單獨存在時的壓強之和。

（21）推導混合理想氣體分壓定律:p

（22）溫度是處于熱平衡系統(tǒng)的微觀粒子熱運動平均動能強弱程度的量度。

（23）熱力學第零定律：在不受外界影響時，任兩個物體若同時與第三個物體處于熱平衡，則此二物體必處于熱平衡狀態(tài)，與它們是否有熱接觸無關(guān)。

（24）熱力學第零定律的物理意義：存在一個物理量，它是處于熱平衡的物體共同擁有的，這就是溫度。即，處于熱平衡的物體溫度相同。這就是溫度計使用的物理依據(jù)。

（25）溫標：溫度的數(shù)值表示。

（26）建立溫標的三要素：（1）選擇測溫物質(zhì)確定它的測溫屬性，（2）定義固定標準點的溫度，（3）利用測溫屬性分度。

（27）攝氏溫標：（1）測溫物質(zhì)為水銀，測溫屬性為熱膨脹；（2）固定標準點為水的冰點0度和沸點100度；（3）利用水銀的熱膨脹性質(zhì)分度，從0到100度間等分為100小格。

（28）理想氣體溫標三要素：（1）測溫物質(zhì)為理想氣體，測溫屬性為理想氣體體積或壓強隨溫度的變化；（2）定義水在三相點的溫度為273.16K；（3）利用溫度與壓強的線性關(guān)系分度

（29）熱力學溫標：理論溫標，是一種不依賴于測溫物質(zhì)和測溫屬性的溫標

（30）熱力學溫度用T表示，單位為K。

（31）攝氏溫度和熱力學溫度的關(guān)系：t=(T/K273.15)(單位為°C)。

（32）宏觀物質(zhì)由大數(shù)分子組成。

（33）阿伏伽德羅常量（1mol物質(zhì)的分子數(shù)）：N

（34）溫度越高布朗運動越劇烈。

（35）理想氣體的微觀假設(shè)：分子當作質(zhì)點，不占體積；分子之間除碰撞的瞬間外，無相互作用力；彈性碰撞；服從牛頓力學。

（36）壓強：單位時間單位器壁受到的大數(shù)分子碰撞的平均總沖量。

A(p1p2...pn)6.0210

（37）壓強單位：Pa

1Pa1Nm2

（38）理想氣體壓強公式表達式：

pnkT

（39）玻耳茲曼常量、普適氣體常量、阿伏伽德羅常量之間的關(guān)系：

k

RNA

（40）重要常量：普適氣體常量：

R8.31Jmol1K1

阿伏伽德羅常量：

NA6.021023

玻耳茲曼常量：

kR/NA1.381023JK1

（41）在物理學研究中，在很多情況下用數(shù)量級來討論問題就足夠了。

（42）常見普適常量：玻耳茲曼常量k：與熱過程有關(guān)元電荷e：與電磁過程有關(guān)引力常量G：與引力過程有關(guān)光速c：與相對論過程有關(guān)

普朗克常量h：與量子物理過程有關(guān)

（43）溫度的微觀意義：絕對溫度是分子熱運動劇烈程度的度量

（44）1mol氣體的范德瓦爾斯方程：

(p

a)(Vmb)RT2Vm（45）任意質(zhì)量氣體的范德瓦爾斯方程：

m2amm(p)(Vb)RT22MmMmMmV

（46）由1mol氣體的范德瓦爾斯方程推導任意質(zhì)量氣體的范德瓦爾斯方程。

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