熱學(xué)的研究對象和研究方法-免費閱讀
【正文】 8 循環(huán)過程（熱機循環(huán)與制冷循環(huán)） 53 1. 熱機循環(huán) 目的：吸熱對外作功 1) PV 圖 正 2)熱流圖 高溫?zé)嵩? 低溫?zé)嵩? 1Q2Q凈A3)指標(biāo) 效率 吸凈QA??121Q ?? 目的：通過外界作功 從低溫?zé)嵩次鼰? 1) PV 圖 逆 2)熱流圖 高溫 低溫 外凈A2Q1Q3)制冷系數(shù) 外凈吸AQw ?212Q??0凈凈 QA ? 0凈凈 QA ? 54 重要說明 ： 在熱機、制冷機部分 由于實際中的需要或 說是習(xí)慣 無論是吸熱還是放熱一律取正值 則熱機效率和制冷系數(shù)寫成： 212121211QwQ???????例題 ， ， （見 33， 34頁） 55 167。 11卡諾循環(huán)卡諾定理 2 概 述 167。 3 功 熱量 熱力學(xué)第一定律 167。 4 準(zhǔn)靜態(tài)過程中功和熱量的計算 167。 1熱學(xué)的研究對象和研究方法 一、 冷熱 溫度 ?與溫度有關(guān)的物理規(guī)律 ?熱學(xué)的意義： 1)大量存在 2)能量轉(zhuǎn)化 對象的特征：大量無規(guī)運動的粒子組成 超人 與宇宙同時出生 (150億年前 ) 每秒數(shù) 10個分子 數(shù)到現(xiàn)在才數(shù)了 m o l10 7?3 地球上 全部大氣 約有 1044個分子 一個人 每次呼吸氣體 大約是 1022個分子 比值接近 1個摩爾的數(shù)值 4 二、研究熱現(xiàn)象的兩大分支 1. 熱力學(xué) 宏觀 實驗 能量 可靠 2. 統(tǒng)計物理 微觀 理論模型 相輔相成、相互補充 普物的任務(wù) 開門、見識 物理的綠洲 經(jīng)典粒子 量子粒子 牛頓力學(xué)規(guī)律 量子力學(xué)規(guī)律 先經(jīng)典、后量子 概念、方法相通 5 ? 統(tǒng)計物理的基本思想 宏觀上的一些物理量是組成系統(tǒng)的大量分子 進行無規(guī)運動的一些微觀量的統(tǒng)計平均值 宏觀量 實測的物理量 如 P T V 等 微觀量 組成系統(tǒng)的粒子 (分子、原子、或其它 ) 的質(zhì)量、動量、能量等等 無法直接測量的量 氣體分子系統(tǒng)的統(tǒng)計分布 6 解決問題的一般思路 ?從單個粒子的行為出發(fā) ?大量粒子的行為 統(tǒng)計規(guī)律 統(tǒng)計的方法 模式：假設(shè) 結(jié)論 驗證 修正 理論 例如：微觀認(rèn)為宏觀量 P 是大量粒子碰壁的平均作用力 先看一個碰一次 tiIif dd?再看集體 A fP i i??7 統(tǒng)計方法： 一個粒子的多次行為 多個粒子的一次行為 結(jié)果相同 如：擲硬幣 看正反面出現(xiàn)的比例 比例接近 1/2 統(tǒng)計規(guī)律性： ?大量隨機事件從整體上表現(xiàn)出來的規(guī)律性 量必須很大 (魔術(shù)師 ) ?統(tǒng)計規(guī)律性具有漲落性質(zhì) (伽耳頓板演示 ） 8 x x Δ 小球落入其中一 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 分布服從 統(tǒng)計規(guī)律 大量小球在空間的 格是一個偶然事件 小球數(shù)按空間 位置 x 分布曲線 伽耳頓板演示 9 10 什么叫統(tǒng)計規(guī)律？ 在一定的 宏觀條件 下 大量偶然 事件在整體上表現(xiàn)出 確定的規(guī)律 統(tǒng)計規(guī)律必然伴隨著 漲落 什么叫漲落？ 對統(tǒng)計規(guī)律的偏離現(xiàn)象 漲落有時大 有時小 有時正 有時負(fù) 例如： 伽耳頓板實驗中 某坐標(biāo) x附近 Δx區(qū)間 內(nèi)分子數(shù)為 ΔN 漲落的幅度： NΔ11 漲落的百分比： NNΔΔ如 610Δ ?N 漲落幅度 漲落百分比 100011000什么概念呢？ 某次測量落在這個區(qū)間的分子數(shù)是： 1 0 0 1 0 0 09 9 9 0 0 0 ??12 如果在這個區(qū)間的分子數(shù)是： 1Δ ?N漲落幅度 和漲落百分比 %1001結(jié)論： 分子數(shù)愈多 漲落的百分比愈小 漲落實例： 微電流測量時電流的漲落 電子器件中的“熱噪聲” 13 熱力學(xué)基礎(chǔ) 從實驗歸納總結(jié) 定律 熱力學(xué)第一定律 熱力學(xué)第二定律 基礎(chǔ)定律 地位： 相當(dāng)于力學(xué)中的牛頓定律 能量轉(zhuǎn)化 過程
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