DLT 5173-2012 水电水利工程施工测量规范.pdf

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第九章
气体动理论
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按照物质结构的理论,自然界所有的物质实体都是由分子组成,分子处于永不停息的、杂乱无章的运动之中;分子与分子之间相隔一定的距离,且存在相互作用力。这样一种关于物质结构的理论称为“分子动理论”。
分子热运动:
大量分子的无规则运动
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Heat and thermodynamics
一、研究对象:有大量(例如: 1023个)微观粒子构成的有限的宏观系统。研究其热现象及热运动规律。
三、研究方法
1. 宏观理论:以实验定律来解释。
2. 微观理论:分子物理学。用统计方法,从微观量出发。
热物理学
二、重点:热平衡状态下的理想气体。
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常见的一些现象:
1、一壶水开了,水变成了水蒸气。
2、温度降到0℃以下,液体的水变成了固体的冰块。
3、气体被压缩,产生压强。
4、物体被加热,物体的温度升高。
热现象
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气体分子动理论是从物质的微观分子热运动出发,去研究气体热现象的理论。
微观量:分子的质量、速度、动量、能量等。
宏观量: 温度、压强、体积、内能等。
在宏观上不能直接进行测量和观察。
在宏观上能够直接进行测量和观察。
研究对象:有大量(例如: 1023个) NA微观粒子构成的有限的宏观系统。研究其热现象及热运动规律。
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宏观量与微观量的关系:
宏观量与微观量的内在联系表现在大量分子杂乱无章的热运动遵从一定的统计规律性上。在实验中,所测量到的宏观量只是大量分子热运动的统计平均值。
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气体动理论的研究方法
从构成气体的大量分子作无规则热运动的微观模型出发,运用统计方法,讨论气体分子热运动的基本特征。揭示宏观热现象和规律的微观本质。
利用统计规律性重点建立 T、P 与微观量之间的关系。
统计规律性:大量偶然事件的总体所具有的规律性。
具体方法:由求统计平均值的方法从微观量去求宏观量。
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1. 热力学系统:热力学研究的由大量粒子组成的
对象整体。
2. 外界(环境):系统之外的物质。
3. 边界:系统与外界之间的界面。
4. ★孤立系:与外界无任何交换的系统。
★封闭系:与外界有热交换,无粒子交换的系统。
★开放系:与外界有热交换,也有粒子交换的
系统。
§14-1 状态参量平衡态
几个基本概念
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一、状态参量
描述系统处于某状态时的宏观物理量( 例如: P,T,V,E 等)。
垂直作用在单位容器壁面积上的气体压力。
1、压强(P):
国际单位:
帕斯卡(Pa = N/m2)
1标准大气压= ×105(Pa)
1工程大气压= ×104(Pa)
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2、体积(V):
气体分子自由活动的空间
国际单位:
米3(m3 )
3、温度(T):
温度是表征在热平衡状态下系统宏观性质的物理量。
摄氏温标:
t℃冰点为 0℃
开氏温标:
T K 冰点为
热力学第零定律: 如果两个系统分别和第三个系统达到热平衡,则这两个系统彼此也处于热平衡。
意义:该定律为建立温度概念提供了实验基础。