知識(shí)點(diǎn)六  平均碰撞頻率與平均自由程

1.平均碰撞頻率

單位時(shí)間內(nèi)，分子與其它分子發(fā)生碰撞的平均次數(shù)。

1.平均碰撞頻率

 

2. 平均自由程

平均自由程（l）：分子在連續(xù)兩次和其它分子發(fā)生碰撞之間所通過的自由路程的平均值。

知識(shí)點(diǎn)七  內(nèi)能、功 和 熱量

1. 內(nèi)能          （重點(diǎn)）

理想氣體的內(nèi)能由分子的平動(dòng)以及轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能構(gòu)成，表達(dá)式為：

只與溫度有關(guān)，是溫度的單值函數(shù)。系統(tǒng)內(nèi)能的增減只與初末溫度相關(guān)

2. 功          （重點(diǎn)）

系統(tǒng)體積發(fā)生變化時(shí)，將伴隨系統(tǒng)對(duì)外界或者外界對(duì)系統(tǒng)做功

以右圖最簡(jiǎn)單情況

導(dǎo)出做功表達(dá)式：

系統(tǒng)體積從v₁變化到v₂過程中，系統(tǒng)對(duì)外做功為：

pv圖中，過程曲線底下的面積即為系統(tǒng)對(duì)外做的功

注意，做功是過程量，在初末狀態(tài)相同的情況下，變化過程中做功可以不同

3. 熱量      （重點(diǎn)）

在功和內(nèi)能的基礎(chǔ)上可進(jìn)一步引入熱量的概念。

熱力學(xué)系統(tǒng)從外界吸收的熱量定義為：在不做功過程中系統(tǒng)內(nèi)能的增量

注意：做功過程也可以伴隨著熱量的傳遞

例題：1mol單原子理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，如果不知?dú)怏w類型，也不知變化過程，但知道a，b兩狀態(tài)的壓p, v，t，則可求出：

a  氣體的功        b  氣體內(nèi)能的變化

c  氣體傳給外界的熱量

d  氣體的質(zhì)量                

選b

知識(shí)點(diǎn)八  熱力學(xué)第一定律

熱量、功、內(nèi)能改變量之間的關(guān)系應(yīng)滿足能量守恒，則應(yīng)有： （必考）

q=w+ δe

注意符號(hào)規(guī)定：

從外界吸收熱量 q>0

系統(tǒng)對(duì)外界做功 w>0

無(wú)限小元過程，有 dq=de+dw

知識(shí)點(diǎn)九  熱力學(xué)第一定律對(duì)理想氣體等值過程的應(yīng)用

1.等容過程 （重點(diǎn)）

系統(tǒng)體積不變，p—v 圖上用一段平行于p軸的直線表示。

 

 

4. 理想氣體熱容量（重點(diǎn)）

摩爾熱容：1mol物質(zhì)溫度每升高或降低1k所吸收或者放出的熱量。

由于q是過程量，其改變量與t的改變量無(wú)固定關(guān)系，因過程而異。不同過程中，c是不同的 

摩爾定體熱容：定體變化過程中，1mol物質(zhì)溫度每升高或降低1k所吸收或者放出的熱量。

摩爾定壓熱容：定體變化過程中，1mol物質(zhì)溫度每升高或降低1k所吸收或者放出的熱量。

知識(shí)點(diǎn)十  絕熱過程

1.絕熱過程中的功與內(nèi)能改變量

絕熱過程是指系統(tǒng)變化過程中

與外界無(wú)熱量交換。對(duì)應(yīng)有

對(duì)外做功等于內(nèi)能的減小量

2. 絕熱方程

絕熱過程中，p, v, t 都在變化，兩兩滿足的關(guān)系稱為絕熱方程。

推導(dǎo)：

  

3. 絕熱過程與等溫過程的對(duì)比

 

例題：分析如圖理想氣體三個(gè)過程的熱容量的正負(fù)

知識(shí)點(diǎn)十一  循環(huán)過程  熱機(jī)效率  制冷系數(shù)

1. 循環(huán)過程（重點(diǎn)）

一系統(tǒng)或工作物質(zhì)(簡(jiǎn)稱工質(zhì))，經(jīng)歷一系列變化后又回到初始狀態(tài)的整個(gè)過程叫循環(huán)過程

循環(huán)為準(zhǔn)靜態(tài)過程，在狀態(tài)圖中對(duì)應(yīng)閉合曲線

循環(huán)分為正循環(huán)（順時(shí)針）與逆循環(huán)（逆時(shí)針）。

 

 

例題：高溫?zé)嵩词堑蜏責(zé)嵩礋崃W(xué)溫度的n倍，則理想氣體在一次卡諾循環(huán)中，傳給低溫?zé)嵩吹臒崃渴菑母邷責(zé)嵩次盏臒崃康?/span>

 

知識(shí)點(diǎn)十二  熱力學(xué)第二定律

自然界中，不是所有滿足能量守恒的過程都能實(shí)現(xiàn)。

功熱轉(zhuǎn)換過程具有方向性

兩種描述：

（1）（熱機(jī)）不可能從單一熱源吸收熱量，使它完全轉(zhuǎn)變?yōu)楣?，而不引起其他變化?/span>

（2）不可能把熱量從低溫物體傳向高溫物體，而不引起其變化

1) 熱量不能自動(dòng)地從低溫物體傳向高溫物體

2) 若外界有變化，熱量可以從低溫物體傳向高溫物體

知識(shí)點(diǎn)十三  可逆過程與不可逆過程

定義：

設(shè)在某一過程p中，系統(tǒng)從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b。如果能使系統(tǒng)進(jìn)行逆向變化，從狀態(tài)b回復(fù)到初狀態(tài)a，而且在回復(fù)到初態(tài)a時(shí)，周圍的一切也都各自恢復(fù)原狀，過程p就稱為可逆過程。

如果系統(tǒng)不能回復(fù)到原狀態(tài)a，或者雖能回復(fù)到初態(tài)a，但周圍一切不能恢復(fù)原狀，那么過程p稱為不可逆過程

典型的不可逆過程

功熱轉(zhuǎn)換是不可逆的

熱傳導(dǎo)不可逆性

氣體向真空中絕熱自由膨脹的過程是不可逆的

含有非平衡因素的過程是不可逆的

例題：“理想氣體和單一熱源接觸做等溫膨脹時(shí)，吸收的熱量全部用來(lái)對(duì)外做功?！睂?duì)此說(shuō)法，有如下幾種討論，哪種是正確的：

（a）不違反熱力學(xué)第一定律，但違反熱力學(xué)第二定律

（b）不違反熱力學(xué)第二定律，但違反熱力學(xué)第一定律

（c）不違反熱力學(xué)第一定律，也不違反熱力學(xué)第二定律

（d）違反熱力學(xué)第一定律，也違反熱力學(xué)第二定律

知識(shí)點(diǎn)十四  熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義

表述：一個(gè)不受外界影響的孤立系統(tǒng)，其內(nèi)部發(fā)生的過程，總是由概率小的狀態(tài)向概率大的狀態(tài)進(jìn)行，由包含微觀狀態(tài)數(shù)目少的宏觀狀態(tài)向包含微觀狀態(tài)數(shù)目多的宏觀狀態(tài)進(jìn)行，這是熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義

知識(shí)點(diǎn)十五  熱力學(xué)概率與熵

熱力學(xué)概率：任何一個(gè)宏觀狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的微觀狀態(tài)數(shù)稱為該宏觀狀態(tài)的熱力學(xué)概率用ω表示。 ω越大，宏觀狀態(tài)對(duì)應(yīng)的微觀狀態(tài)數(shù)越多，分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性就越大。

熵：用s表示，與ω的關(guān)系為s=k lnω,與ω相同，都是系統(tǒng)內(nèi)分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)序性的一種量度。