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高等热力学期末复习 2001 年12月25日 1 高等热力学温度的定义?人们的经验: 温度是表征物体冷热程度的物理量。?微观意义: 是物质微观热运动的宏观体现,与分子平均动能成正比。?热力学定义: 决定一个系统是否与其它系统处于热平衡的宏观性质。处于热平衡的各系统温度相同。第一章温度和热力学第零定律 2 高等热力学热力学第零定律?如果系统 B和C分别与系统 A处于热平衡, 那么它们也彼此处于热平衡。?一百多年前麦克斯韦() 就强调指出这种表述是一条很重要的物理定律,但是在热力学第一定律和第二定律确立后的半个世纪,这一观点才重新被后人所认识,按照福勒尔() 的提法,这个经验定律称作为热力学第零定律。第一章温度和热力学第零定律 3 高等热力学温度测量和温标?经验温标?理想气体温标?热力学温标?1990 年国际温标(ITS-90) ?各种温标之间的相互关系第一章温度和热力学第零定律 4 高等热力学热力学第一定律?内能?能量守恒与热力学第一定律?闭口系的热力学第一定律表达式?开口系的热力学第一定律表达式(稳定流动能量方程)?化学反应过程热力学第一定律的表达第二章热力学第一定律 5 高等热力学热力学第二定律?卡诺原理?热力学第二定律的表述与实质?熵及其物理意义?克劳休斯不等式和不可逆过程的熵变?孤立系统熵增加原理第三章热力学第二定律 6 高等热力学热力学曲面与相图?三个单相区,三个两相共存区,临界点,饱和状态,三相点?相图: –相图上的分界线; –分界线的终点问题; –低温物理新现象: He 的液化,超流第四章纯净流体的热力学性质图1 凝固时收缩物质的相图图2 凝固时膨胀物质的相图流体蒸汽液体固体临界点三相点 S-L L-V S-V p T 流体蒸汽液体固体临界点三相点 S-L L-V S-V p T图3 从液相到气相的连续转变流体蒸汽液体固体临界点三相点 S-L L-V S-V p T b a图4 4 He 的相图图5 汽相和液相区的 p-V 图临界点 K 上三相点 K ?点 K 正常液相液 He I 超流液相液 He IIT p 临界等温线饱和液体线饱和蒸气线临界点蒸气液体T= 常数 v p7 高等热力学状态方程?状态方程和状态公理?理想气体状态方程?维里方程第四章纯净流体的热力学性质?????? 32)()()(1v TDv TCv TBZ?????? 32)(')(')('1pTDpTCpTBZ 8 高等热力学状态方程?压缩因子与维里系数:玻意耳温度,回折温度第四章纯净流体的热力学性质图6 低压区压缩因子图图7 第二维里系数与温度的关系图 Z P 0 Z= 1 T r ~5 T r ~10 T r ~ T r ~1 T r ~ T B ’(T)0T B?截断维里型方程及系数估算 9 高等热力学状态方程?立方型方程–方程的基本形式: vdW 方程, RK 方程, RKS 方程, Wilson 方程, PR 方程–方程系数的确定方法–方程计算得到的等温线及其解释–方程的无量纲化–方程的应用范围及其局限性第四章纯净流体的热力学性质 0????????? cTv p0 2 2??????????? cTv p ( , ) c c c p f T v ?10