2.1 氣動理論

　　2.2 熱力學理論

　　這一篇主要講述的內容是以氣體為研究對象時所涉及的物理量，以及氣體狀態改變所涉及的功、熱、內能運算研究氣體時所涉及的物理量主要有P、V、T分別為壓強、體積、溫度。氣體的狀態可以用一組P、V、T來表示，如果氣體的P、V、T中有物理量發生改變，我們就稱之為氣體狀態改變了，因此在研究氣體的時候不同狀態的氣體通常可能遵循不同的規律，這樣研究氣體就沒有標準了，結果也會五花八門，為此，我們規定一種標準的研究狀態，即在壓強P0=1atm，溫度為T0=273.15K時，此時1摩爾的任何氣體的體積均為 此即阿伏加德羅定律，符合該定律的氣體，稱之為理想氣體，理想氣體的P、V、T通常符合，關于R稱之為普遍常量，上述公式涉及的單位詳見P107.

　　前面講到氣體的狀態涉及P、V、T，那么P、V、T究竟是什么，如何產生的呢？

　　我們知道氣體分子通常是運動的，關于氣體體積V比較容易理解，它通常和盛裝氣體容器有關，因此在此不再敘述壓強如何產生的呢？我們在雨天打傘，雨點打在傘上你會通過手感到雨點對傘的壓力，如果將裝在容器的氣體分子想像成雨點，由于它們無規則雜亂無章的熱運動，必然和裝它的容器壁發生沖撞，大量分子對器壁的沖撞就會形成對器壁的壓力作用，此即壓強成因，如果是理想氣體的話，則其壓強可通過下式求取

　　是單位體積的平均分子數，V為分子熱運動的速率。

　　關于反映分子熱運動的分子速率主要三種

　　最慨然速率，通常 表示，

　　方均根速率，通常 表示，

　　平均速率

　　上述理想氣體壓強公式中，V為方均根速率的平方。

　　上面介紹了壓強的微觀本質和壓強的計算公式，那么什么是溫度呢？

　　溫度是衡量分子熱運動的劇烈程度的，在數值上它和分子熱運動的平均平動動能有關，分子的平均平動動能是指將分子看成一個質點，作平移運動，其熱運動動能就是平動動能，其量化公式，分子作無規則熱運動表明分子具有能量，這種能量不僅僅體現在平動動能上，還體現在分子可以轉動，振動等運動形式上，將上述所有可能的能量的和稱之為分子熱運動總能量。每個分子平均總能量 ，i為自由度，關于自由度大家要記清楚不同分子種類的自由度，詳見P114頁。

　　除了上述分子熱運動能外分子和分子間還存在勢能，將分子熱運動的功能和熱能的和叫作物質的內能，對于理想氣體，由于忽視分子間作用力，所以理想主體的內能是指分子熱運動動能的總和。

　　質量M，摩爾質量mol的的理想氣體內能

　　要牢牢掌握

　　本章節留閱讀，教材第7節氣體分子熱運動的速率分布規律，在115頁，希望課后認真閱讀。

　　熱力學基礎這一章是這一篇的重點，熱力學基礎這一章主要分為兩部分內容：

　　（1）氣體狀態從一個狀態向另一個狀態變化，從能量角度涉及哪幾個物理量，對于幾種典型的變化過程Q、W、E如何計算。

　　（2）氣體狀態從一個狀態向另一個狀態改變能不能發生，如果能夠發生，發生條件是什么，前者和熱力學第一定律有關，后者和熱力學第二定律有關。

　　熱力學系統從平衡狀態1向狀態2變化中，外界對系統所作的功和外界給系統的熱量二者之和是恒定的。等于系統的內能。

　　定律表明：

　　1.狀態改變涉及功、熱、內能

　　2.功、熱、內能三者建立了量上的關系，那么

　　平衡過程中功、能、熱如何計算呢？

　　平衡過程中功的計算：

　　平衡過程中熱量的計算：

　　C是摩爾熱容量， 通常又分為定壓摩爾熱容量和定容摩熱容量。

　　因此對于等壓過程熱量計算

　　對于等容過程熱量計算

　　內能的計算

　　原則上，上述對熱、功、內能計算的方法對所有狀態改變所經歷的過程來講，計算公式都是適用的。

　　下面我們就以幾個變化過程為例，看實際狀態改變過程三個物理量變化如何計算的。

　　A.等容過程