热学　全套课件.ppt

绪 论 二、宏观描述方法与微观描述方法 2、微观描述过程：统计物理学 在不受外界影响的情况下，只要A和B同时与C处于热平衡，即使A和B没有接触，它们仍然处于热平衡状态，这种规律被称为热力学第零定律。 三、温标 3、摄氏温标、华氏温标与兰氏温标 范德瓦耳斯方程 分子间的引力作用半径约是分子直径的两倍左右， 以后将指出，常温常压下，理想气体分子两次碰撞间平均走过的路程是分子大小200倍左右 。 由此可估计到分子在两次碰撞之间的运动过程中基本上不受其他分子作用，因而可忽略碰撞以外的一切分子间作用力。 (1) 力学相互作用的力是广义力，功也是广 义功; (2) 只有在广义力作用下产生广义位移后才作了功; (3) 只有在系统状态变化的过程中才有功，功不是状态参量; (4) 功针对准静态过程; (5) 功有正负之分。 4、利用四种不可逆因素判别可逆与不可逆 任何一不可逆过程中必包含有四种不可逆因素中的某一个或几个。这四种不可逆因素是： 耗散不可逆因素、力学不可逆因素、热学不可逆因素、化学不可逆因素。 5、第二定律实质 在一切与热相联系的自然现象中它们自发地实现的过程都是不可逆的。如热传导扩散、黏性以及大多数化学反应过程。 工作于两个温度不同的恒温热源间的一切可逆卡诺热机的效率与工作物质无关，仅与两个热源的温度有关。该热机的效率是这两个温度的一个普适函数。 设两个热源的温度分别为θ1 ，θ2 若系统的状态经历一可逆微小变化，它与恒温热源 T 交换的热量为 dQ ，则系统的熵改变了 熵与信息 虽然信息有其特定的涵义，但它与熵却有着密 切的联系。一般说信息的缺乏就是情况不明，而 情况不明即意味着混乱度增加；反之，信息的获 得即意味着不确定度的减少。从这个意义上，信 息是熵的对立面，可用负熵来描述信息。 例如 1、问路 2、猜题 可用下列公式表示熵与信息的关系：S=-klnP 自然界中还存在另外两种物态：等离子态与超密态。 超密态物质（白矮星、中子星、黑洞）: 人们发现宇宙中的某些星体其密度的数量级可比较接近或者接近于质子或中子的密度。 质子或中子的线度为10-15 m数量级，其质量为1．67×10-27 kg，故其密度为的数量级为 在以前曾经介绍过绝对零度的电子气体,它产生的压强称为简并压强，简并压强达到105大气压。 在超密态物质中，由于数密度非常大，简并压强也非常大。 在超密态中如此大的简并压强使超密态物质具有与一般物质完全不同的性质，因而人们把它们称为物质的第五态——超密态。 自然界中的超密态仅存在于宇宙的星体中，它们就是恒星的老年期星体:白矮星、中子星(也称为脉冲星)、黑洞和褐矮星等，它们统称为致密星。 致密星是恒星在核能耗尽后，经引力坍缩而形成的星体。它们均靠引力收缩减少引力势能来提供向外辐射的能量。 长春理工大学 对固体材料的内部结构，以及对其中的电子、原子的各种运动规律的研究已经发展成一门独立的综合性的学科-------固体物理学。 固体物理学 凝聚态物理学 手段： X射线衍射 中子衍射 扫描电子显微镜(SEM) 透射电子显微镜(TEM) 原子力显微镜 电磁性质的测定等 新材料 长春理工大学 二、晶体与非晶体 长春理工大学 （一）、晶体的宏观性质 1、晶体具有规则的几何外形 晶面角守恒定律：晶体规则外形体现在属于同一晶种的两个对应晶面间或两晶棱间夹角均恒定不变。 晶面的交线称为晶棱，晶棱汇集点称为顶点。 2、晶体具有各向异性特征 3、晶体有固定的熔点和溶解热 方解石晶体 长春理工大学 （二）、单晶体和多晶体 单晶体：在整块晶体中沿各个方向晶体结构周期性 地、完整地重复。 多晶体：微晶粒之间结晶排列方向杂乱无章。 单晶体或多晶体：只要由同种材料制成，它在给定 压强下的熔点、溶解热是确定。这是鉴别 晶体、非晶体的最简单的方法。 长春理工大学 三、晶体的微观结构和对称性 （一）晶体的微观结构 1912年 德国 物理学家 Laue(1879--1960) x射线 证实晶体内部粒子 呈规则排列， 1914年获得诺贝尔物理奖 结点：表示晶体粒子质心所在位置的这些点称为结点。 结点的总体称为空间点阵。 平移周期 原胞：取一结点为顶点，其边长等于平移周期的平行六面体作为基本单元这样的基本单元称为原胞 原胞各边的尺寸称为点阵常数。 长春理工大学 （二）、晶体的对称性及对称操作 对称性是物质的状态和运