第十二章 热力学基础
习惯上,人们把与温度有关的现象称为热现象。从微观看,热现象就是宏观物体内部大量分子或原子等微观粒子永不停息的、无规则热运动的平均效果。
研究热现象的规律有宏观的热力学和微观的统计物理学两种方法。热力学方法是从能量观点出发,以大量的实验观测为基础,来研究热现象的宏观基本规律及其应用,本章热力学基础将讨论这方面的问题。统计物理学方法是从宏观物体由大量微观粒子(原子、分子等)所组成,粒子不停地做热运动的观点出发,运用概率的方法研究���量微观粒子的热运动规律,这将在下一章气体动理论中讨论。热力学和气体动理论是从不同的角度研究热现象规律的,由于它们研究的是同一类现象(热现象),所以它们是相互关联、相辅相成的。
本章主要讨论热力学**定律和第二定律,前者实际上是包括热现象在内的能量守恒与转换定律,后者则指明了热力学过程进行的方向和条件。
§12-1 平衡态 理想气体状态方程
一、气体的状态参量
用来描写物体系运动状态的物理量称为状态参量。例如,位矢和速度是描写物体系机械运动状态的力学参量。热力学的研究对象是由大量微观粒子组成的宏观物体,称为热力学系统,简称系统,也叫工质。本章所要研究的对象是气体,是一种*简单的热力学系统。实验表明,对于一定质量的气体,其状态一般可用气体的压强、体积和温度来表示,所以通常把这三个物理量称为气体的状态参量。
气体的压强用p表示,在工程上也叫压力,其宏观定义是气体作用在器壁单位面积上的垂直作用力。压强的国际单位为“帕斯卡”,简称“帕”,用Pa表示,即牛顿。米-2(N•m-2),它与大气压(atm)及毫米汞高(mmHg)的关系为1atm=760mmHg=1.013×105Pa
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