基 础 物 理 综 合 l 力 学l 热 学l 光 学l 电 磁 学 热 学研 究 有 关 物 质 的 热 运 动 以 及 与 热 相 联 系的 各 种 规 律 的 科 学热 力 学 基 础 （ 宏 观 理 论 ）热 力 学 第 一 、 第 二 定 律 ；气 体 状 态 方 程分 子 动 理 论 （ 微 观 理 论 ）宏 观 微 观物 态 和 相 变 热 力 学 基 础热 力 学 系 统 物 体 或 物 体 系孤 立 系 统 、 封 闭 系 统 、 开 放 系 统状 态 参 量 压 强 P、 体 积 V 、 温 度 T 平 衡 态 在 没 有 外 界 影 响 的 条 件 下 ， 系统 状 态 参 量 长 时 间 内 不 发 生 变化 的 状 态热 平 衡 、 力 学 平 衡 、 化 学 平 衡可 用 P、 V、 T图 表 示热 力 学 过 程 准 静 态 过 程 、 非 准 静 态 过 程 热 力 学 第 一 定 律功 PdVPSdxdW 热 量 CdTdQ内 能 （ 态 函 数 ） RTiU 2热 力 学 第 一 定 律 dWdQdWdQdU dWdUdQ 理 想 气 体 过 程理 想 气 体 状 态 方 程 RTbVV ap RTRTMmpV m )( 22等 体 过 程 P 1P20dW dUdQV RidTdQC VV 2 dTCdU V 范 德 瓦 尔 斯 方 程 等 压 过 程 )( 12 VVPUQP dTdQC PP V1 V2RiRCV 22 iiCC VP 2比 热 容 比焓 （ 态 函 数 ） pVUH 等 温 过 程 0UWQT 无 等 温 热 容 V1P1P2 V2 2112 lnln PPRTVVRT 绝 热 过 程 221 1 VPVP 0Q V1P1P2 V2UW )(2 12 TTRi 绝 热 线 斜 率 的 绝 对 值 比 等 温 线 的 大 ， 即 绝 热 线 要 陡 一 些 多 方 过 程nn VPVP 221 1 dTCdU V dTnRdW 1 dTCdQ n nnnn 10 等 容绝 热等 温等 压 Vnnn Pn CCCC CC 0nCnRCC VVn 1 11 循 环 过 程系 统 经 过 一 系 列 状 态 变 化 过 程 以 后 ， 又 回 到 原 来 状 态的 过 程 。
内 能 不 改 变 正 循 环 (W0)： 热 转 换 为 功 p vo a bQ 1 Q 2循 环 效 率 ： WQ 1 211 逆 循 环 (W d， 分 子 可 视 作 质 点 ；除 碰 撞 瞬 间 ， 分 子 力 为 零 ；两 次 碰 撞 之 间 ， 分 子 作 惯 性 运 动分 子 与 分 子 、 分 子 与 器 壁 碰 撞 为 弹 性 碰 撞 统 计 假 设 ： （ 平 衡 态 时 ）（ 1） 分 子 向 各 方 向 运 动 机 会 相 等 ；（ 2） 分 子 数 密 度 分 布 均 匀 ；（ 3） 分 子 速 度 在 各 方 向 分 量 平 均 值 相 等0 zyx vvv 理 想 气 体 压 强 公 式 231 vnmp knvmnvnmp 32)21(3231 22 由 状 态 方 程 ：由 压 强 公 式 nkTp knp 32kT k 23可 见 ： 从 微 观 角 度 看 ， 温 度 是 分 子 大 小 的量 度 ,表 征 大 量 气 体 分 子 热 运 动 剧 烈 程 度 ,是 一 统计 平 均 值 ,对 个 别 分 子 无 意 义 k 分 子 平 均 平 动 动 能理 想 气 体 的 温 度 公 式 2vmkTv 32 kTvmk 2321 2 可 见 : 恒 定 时 ， T也 是 恒 定 的 ,所 以 是 反 映分 子 热 运 动 剧 烈 程 度 的 物 理 量 ,是 一 种统 计 速 率 . 2v 能 量 均 分 定 理 ：在 温 度 为 T的 平 衡 态 下 ， 物 质 分 子 的 任 何 一个 能 量 自 由 度 上 均 分 配 有 kT/2 的 平 均 动 能 。
理 想 气 体 的 内 能 RTikTNiE A 22 理 想 气 体 的 内 能 是 温 度 的 单 值 函 数 麦 克 斯 韦 速 率 分 布 律 dvvekTmdvvf kTmv 222/3 2)2(4)( （ 1） 最 概 然 速 率 （ 最 可 几 速 率 ） molp MRTmkTv 22 与 分 子 速 率 分 布 曲 线 的 极 大 值 对 应 的 速 率 molMRTmkTv 88v kTm RTMmol2 3 3 （ 2） 平 均 速 率 ： v（ 3） 方 均 根 速 率 ： 2v大 量 气 体 分 子 的 速 率 的 平 均 值 麦 克 斯 韦 速 度 分 布 律 zzyyxx zyxkT vvvmzyxzyx dvvfdvvfdvvf dvdvdvekTmdvdvdvvvvf zyx)()()( )2(),( 2 )(2/3 222 ikTmvii dvekTmdvvf i22/1 2)2()( 玻 耳 兹 曼 分 布 律玻 耳 兹 曼 推 广 ： dxdydzdvdvdvedN zyxkTE/重 力 场 中 的 气 体 分 子 按 位 置 分 布 RTghMkTmghkTE molp enenenn /0/0/0 则 有一 个 分 子 单 位 时 间 里 受 到 平 均 碰 撞 次 数 叫 平 均碰 撞 次 数一 个 分 子 连 续 两 次 碰 撞 之 间 经 历 的 平 均 自 由 路 程叫 平 均 自 由 程 分 子 的 平 均 碰 撞 次 数 (频 率 )及 平 均 自 由 程 pdkTndZv 22 221 222 dvnvnZ 迁 移 现 象 ： 不 受 外 界 干 扰 时 ， 系 统 自 发 地 从 非平 衡 态 向 物 理 性 质 均 匀 的 平 衡 态 过 渡 过 程 。
粘 滞 现 象 热 传 导 现 象 扩 散 现 象气 体 内 的 迁 移 现 象 (输 运 现 象 ) 牛 顿 粘 性 定 律粘 滞 现 象 Adzdudtdpf v31粘 滞 系 数 傅 立 叶 定 律热 传 导 现 象 AdzdTdtdQ MCv V 31热 导 系 数 菲 克 定 律扩 散 现 象 AdzdDdtdm vD 31扩 散 系 数 物 态 和 相 变 TP 273.16 K 气 相液 相固 相 临 界 点609Pa 水 的 相 变 曲 线 物 态 ： 在 一 定 温 度和 压 强 下 所 形 成 的具 有 某 种 稳 定 结 构的 粒 子 凝 聚 态 如固 态 、 气 态 、 液 态 、晶 态 、 等 离 子 态 、超 导 态 等 等 相 变 ： 物 质 从 一 种 物 态 向 另 一 种 物 态 转 变 。