《大学物理学教程 下》孔晋芳，孔晋芳，谭默言主编|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《大学物理学教程 下》

【作　者】孔晋芳，孔晋芳，谭默言主编

【页 数】 208

【出版社】 北京：北京邮电大学出版社 , 2017.08

【ISBN号】978-7-5635-5124-8

【价 格】36.00

【分 类】物理学－高等学校－教材

【参考文献】 孔晋芳，孔晋芳，谭默言主编. 大学物理学教程 下. 北京：北京邮电大学出版社, 2017.08.

图书封面：

图书目录：

《大学物理学教程 下》内容提要：

本书参照教育部物理基础课程教学指导分委会制定的《理工科非物理类专业大学物理课程教学基本要求》编写。考虑到应用技术型本科院校的实际特点, 本书内容在涵盖基本要求核心内容的同时补充了阅读材料。本书分为上、下两册。上册包括力学基础、振动和波动、波动光学 ; 下册包括热学、电磁学和量子物理。

《大学物理学教程 下》内容试读

第8章

气体动理论

气体动理论的建立和发展标志着物理学进入了分子世界。作为第一个微观理论，它采用的概率概念和统计平均方法已为尔后的统计理论继承。但是，由于气体动理论以分子为统计的个体，它的进一步发展需要对分子模型和分子间相互作用作出相当具体而又并无根据的假设和猜测，这是一个

根本的困难。1902年，J.W.吉布斯在系统概念的基础上建

立了统计物理，避免了气体动理论的困难。气体理论的研究方法是从物质结构和分子运动论出发，运用力学规律和统计平均方法，解释与揭示气体宏观现象和宏观规律的本质，并确定宏观量气体的压强、温度、内能等与微观量之间的关系，和给出与之相应的微观量平均值之间的关系。

2大学物理学教程（下）

平衡态气体的状态参量

8.1

理想气体状态方程

8.1.1平衡态

1.热力学系统

热学把大量微观粒子组成的宏观物体作为它的研究对象，这一研究对象称为热力学系统，简称系统。而把系统以外的物质称为外界。以气缸内的气体作为研究对象，该气体我们称为研究的系统，而气缸周围的物质就称为外界。热力学系统的热现象规律，不仅和系统本身有关，也和系统所处的环境有关。一般来讲系统和外界之间有相互作用(如热传递、质量交换等)。根据系统和外界的交换特点，我们可以把系统分为三类：开放系统（系统与外界之间，既有物质交换，又有能量交换)、封闭系统（系统与外界之间，没有物质交换，只有能量交换)和孤立系统（系统与外界之间，既无物质交换，又无能量交换)。

2.平衡态

热力学系统中大量的粒子不停地作无规则的热运动，经过一段时间后，在不受外界影响（不做功、不传热）的条件下，系统所有可观测的宏观性质不随时间改变的状态，称为平衡态。其他状态称为非平衡态。

有一封闭容器，用隔板将它分为A、B两部分。如图

8-1()所示，A部分装有气体，B部分抽成真空。当隔板抽

去以后，由于A、B两部分压强不相同，A部分的气体会向B

部分运动。在这个过程中，气体的状态是随着时间变化的，各部分的宏观性质不相同，这样的状态为非平衡态。但经过一段时间以后，容器中气体的宏观量趋于一致，容器中的状态不再随时发生变化，此时如果没有外界的作用，气体将

第8章气体动理论5

N=6.0221367(36)×1023mol-1

引人玻耳兹曼常量

R

kNN=1.38×1023J·K-1

因此可以把式(8-1)改写为

pV=NA·kT=NkT

(8-2)

或

p=nkT

(8-3)

式中，N为容器中总的气体分子数：n是单位体积内的

气体分子数，也称为分子数密度。

理想气体实际是不存在的，它只是真实气体的初步近似。一般气体在温度不太低、压强不太大时，都可近似为理想气体。因此研究理想气体各状态参量之间的关系，即理想气体状态方程，仍有重要意义。

8.1.4热力学第零定律

在与外界影响隔绝的情况下，有A、B两个系统，各自处

在一个平衡态。现使A、B两系统相互接触，则两系统之间

可以发生热交换。一般来说，两个系统的状态都会发生变化。经过一段时间后，两个系统的状态不再发生变化。我们说，它们达到了热平衡态。

大量实验表明，如果两个热力学系统中的每一个都与第三个系统的同一平衡态处于热平衡态，则此二系统必定处于热平衡。这一结论称作“热力学第零定律”。热力学第零定律又叫热平衡定律，它是建立温度概念的基本定律。

8.2物质的微观模型统计规律性

热力学系统是由大量的、不停息地运动着的、彼此间或强或弱地相互作用着的分子或原子组成，要想推导出系统

大学物理学教程（下）

的宏观状态参量（如压强、温度等）与这些微观粒子运动的关系，我们应首先明确平衡态下理想气体分子的模型和性质。

8.2.1分子的线度和分子力

1.分子的线度

气体由大量的分子和原子组成，在标准状态下1mol气体所含的分子（或原子）有6.0221367×1023个，这些分子和原子统称为微观粒子。不同结构的分子，其尺度是不一样的。我们以氧气分子为例进行讨论，实验表明，在标准状态下，气体分子的线度约为101m,分子之间的距离约为分

子自身线度的10倍，这样每个氧分子占有体积V约为氧分

子本身体积的1000倍。因此，对于气体，在标准状态下，可以忽略分子大小，把分子看作是一个质点。应该指出，随着气体压强的增加，分子间的距离要变小，但在不太大的压强下，每个分子占有的体积仍比分子本身的大小要大得多。

2.分子力

既然组成物质的分子总是不停地、无规则地运动，为什么固体和液体的分子会聚集在一起而不分散开？那是因为分子之间有相互吸引力。例如，切削一块金属或锯开一段木材时都必须用力，要使钢材发生形变也需要用力。这都说明物体各部分之间存在着相互吸引力。另一方面，我们知道液体和固体都很难压缩，这表明物质之间不但存在引力，而且还有斥力，阻止它们相互靠拢。

分子之间的引力和斥力是同时存在的，分子力就是引力和斥力的合力，如图8-2所示。从图8-2中可以看出，当分子之间的距离r。时，分子力主要表现为引力。r继续增大到大于10m时，分子间的作用力就可以忽略不计了。可见，分子力的作用范围是极小的，分子力属短程力。一般气

···试读结束···