热学 第一讲 复旦大学物理系 俞熹 WhyX eMail: WhyX@fudan.edu.cn Mobile: 13585710010 2010年5月.

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1 热学 第一讲 复旦大学物理系 俞熹 WhyX Mobile: 2010年5月

2 绪论 温度、热量 热力学第零定律（热平衡） 物态方程（PV=nRT） 热力学第一定律（热功当量） 热力学第二定律（熵增原理）
四大力学：热力学与统计力学

3 温度和热量 0度的铁和木块哪个凉？ 为啥 热胀冷缩？举例？ 温度计是什么原理？

4 温标 华氏温标（oF）0盐水-32冰水-212沸水 摄氏温标（oC）0冰水-100沸水 开尔文温标（K）
(k)10-9激光致冷，10-3稀释致冷，3k宇宙平均温度，102常温，104太阳表面，107太阳中心，1012强子相变，1039宇宙诞生

5 热力学第零定律 什么是温度？ 测量，热平衡。 A=B，A=C B=C 温度的微观定义 热量的微观定义 冷热程度？如何定量？举个温度例子
人体温为啥是37oC，冷血动物 测量，热平衡。 A=B，A=C B=C 温度的微观定义 热量的微观定义

6 物态方程 波意尔定律(R. Boyle 1662) 盖吕萨克定律(Gay-Lussac 1802) 查理定律(Charles 1787)
当t不变，一定量的气体pV为常数 pV=Const 盖吕萨克定律(Gay-Lussac 1802) 当压强不变，定量的气体体积随温度线性变化 V=V0(1+αvt) 查理定律(Charles 1787) 体积不变，定量的气体压强随温度线性变化 p=p0(1+αpt)

7 理想气体 在气体稀薄的情况下，αv=αp=1/t0 该情况下的气体称为理想气体 pV/T=Const
1mol理想气体在1ATM下体积为22.4L 普适常数R

8 思考题 给物体同样的热量，一定使得他们提高相同的温度吗？一定会提高温度吗？ 举例说明热胀冷缩的应用和避免 节日释放的氢气球最后结局如何？

9 跑酷

10 例题 一氧气瓶的容积为32L，其中氧气压强为130ATM，规定氧气压强降到10ATM就需要充气，已知每天需要用1ATM的氧气400L，问该瓶氧气能够用几天？ 某一质量为M，半径为r的星球外由摩尔质量为μ、厚度为h<<r的气体包裹着。求行星表面温度T

11 例题 密闭高压锅内放入温度为20oC的少量水，加热后当所有水蒸发时，锅内的温度为115oC，3ATM。求最初水占锅子的比率。
M水=18g/mol, ρ水=1000kg/m3

12 热量 焦耳，热功当量4.2J/cal 热容C（heat capacity）J/K 比热c（单位质量热容）J/(kg K)
摩尔热容Cmol J/(mol K) 潜热（latent heat） 熔化热，汽化热

13 例题 锅内放入0度的冰水混合物并加盖，冰和水的质量相等。经过T=2h40min后，冰全部融化，求： 再经过多少时间水温升高1度？
使水从20度加热到21度要多长时间？

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