用热力学第一定律定性分析理想气体状态变化过程的方法

在高中物理的热学习题中,常常出现一些要求我们定性分析理想气体状态变化过程的习题。这一类习题的主要内容为,讨论一定质量理想气体在发生状态变化的过程中,气体吸热还是放热,气体的内能增加还是减少,气体对外界做功还是外界对气体做功,以及气体的三个状态参量(温度、体积、压强)变大还是变小,等等。对于这一类定性分析理想气体状态变化过程的热学习题,如果我们应用热力学第一定律W+Q=△E去进行分析,往往会收到     

范氏气体的循环过程

应用热力学第一定律计算了范氏气体几个常见循环过程的效率，并与理想气体的结果比较，对学生加深理解卡诺定理具有重要作用．     

理想气体的定义

理想气体是热学研究中的一个理想模型,它是人们根据一切气体在压力不太大、温度不太低的情况下所表现出来的主要共同特性抽象出来的。这个共同特性就是描述气体状态的状态参量间的关系必须满足状态方程PV=υRθ,以及气体的内能仅是温度的函数,而与气体的体积无关(当然与P也无关了)。     

《分子物理学》的教改尝试

<正>1.现行教材中的授课顺序安排及其不足 绝大部分工科物理教材中安排的分子物理的授课顺序都基本相同,一般均由四部分构成: (1)给出由实验确定的理想气体状态方程。 (2)从分子热运动的基本特证出发,提出理想气体的分子模型,并在此基础上对封闭在矩形容器中的气体分子采用分立求和取平均的方法,导出理想气体的压力公式。     

通过真空镀膜再认识理想气体与稀薄气体

讨论了热力学的基础——理想气体以及同理想气体密切相关的真空与真空薄膜技术;客观地给出并评价了各类气体之间的关系;指出虽然可以继续延用"理想气体"这个名称,但是准确把握理想气体与高压气体、常压真实气体、低压气体之间的关系,对于掌握热力学和统计物理学知识,建立正确的物理思维方法是非常重要的.     

范德瓦耳斯气体的热力学性质

描述真实气体状态的范德瓦耳斯方程在热学发展史上有重大意义。因为它是第一个既能应用到气相又能应用到液相且能显示出液—汽相变的状态方程。它包含了气相和液相大部分重要的定性性质。它是范德瓦耳斯1873年考虑到真实气体分子间引力和斥力的作用将理想气体状态方程加以修正后得到的。气体分子间的相互作用既包含一个强排斥区(硬心)又包含一个弱吸引尾部。理想气体的热力学性质,人们讨论得比较充分,对于用范德瓦耳斯方程描述的气体(下面简称为范氏气体)的热力学性质许多文献中均有些论述,但欠系统。本文     

范德瓦尔斯气体的热容量和准静态热力学过程的研究

客观真实气体与理想气体不同，主要差异在于理想气体分子模型中没有考虑分子间的相互作用力。作为考虑分子间相互作用力的一种简单模型，范氏气体既符合普通物理教学范畴，又能体现相互作用造成的影响。有很多文献考察过范氏气体处于平衡态的情况，但对过程问题的讨论不多。为体现问题的实质又不造成问题的复杂化，本文对范氏气体系统的准静态热力学过程进行讨论。1范氏气体的基本情况范氏气体不同于理想气体，就在于考虑了分子间的相互作用力，而且比硬球模型更接近实际，我们可以由实验确定范氏气体常数a和b，也可根据对应的Sutherland模…     

部分气体研究法

《考试说明》“对于理想气体状态方程的应用只限于气体质量不变的情形。”① 我以为这是一句废话。因为 ,气体质量发生变化 ,中学阶段的一定质量的理想气体状态方程 ＰＶＴ =恒量 ,根本就不能用。近来教育部又提出 :高考命题“内容源于大纲 ,但不拘泥于大纲” ,“要增加应用型和实用型的题目”。如医院用氧气瓶输氧的问题 ,抽气问题 ,充气问题 ,测量真空度的问题等等 ,都属于气体在状态变化过程中 ,其质量发生变化的问题 ,而这些又都是典型的应用型和实用型的题目。因此 ,不管从哪个角度考虑 ,高考出现考查气体质量发生变化的题目势在必行(2…     

Berthelot方程在空气中比热容比的研究

运用Virial形式的Berthelot方程,导出Berthelot气体的比热容比与声速的关系式,其它与实验测定的数值以及理想气体比热容比进行比较分析,并运用Matlab绘制出比热容比与温度的关系曲线.     

没有明显的微观量与之对应的宏观量的统计性质

在气体分子运动论中用统计方法推导出气体压强公式 ε为每一个分子的平均平动动能,n为单位体积内的分子数。继而借助于理想气体状态方程得出 在各种课本中都把(1)式看作是气体压强的微观解释;把(3)式看作是温度的微观解释。这是正确的,也是各书一致的。不过,在使用(2)式的方法上,有些微小的但是不应忽视的差异。     

热力学第一定律与P—V图

热力学第一定律是热力学的基本定律之一。它的数学式:Q=△u+A虽很简单,但学生在用它解题时仍存在一定的困难。如他们在求解工质为理想气体,循环如图一实线所示的热机效率(η=1+Q_放/Q_吸)时,往往苦于不能迅速、准确判定“哪段过程是吸热过程?哪段过程是放热过程?”     

真空介电常数与宇宙背景温度的关系

根据理想气体状态方程,定义了真空背景周期,计算表明真空背景周期在数值上近似等于真空介电常数基于点电荷的电场、电阻定律和位移电流假说,探讨了真空介电常数与宇宙背景温度的关系.     

关于混和气体的计算

对于混合气体的计算在近几年的考试中都有所出现。但多数学生由于对阿佛加德罗定律理解不深,概念不清,往往出现的错误。按照阿氏定律在同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。体积不同,所含分子数目也不同。在同温同压下,两种气体物质的量比等于它们的体积比,也等于所含分子数目的比。因此混合气体的平均分子量等于各气体分子量与该气体所占混和气体的体积比的乘积之和。如同温同压下将分子     

理想气体与卡诺循环效率的证明

一、引言 关于理想气体可逆卡诺循环效率的证明问题,《大学物理》先后刊登两篇文章[1][2],就文[2]出的问题进行了讨论。该问题是:在证明理想气体卡诺循环效率时,一般教科书都利用理想气体的绝热过程方程TV~(r-1)=C(或与其等价的方程),而该方程是在假定γ为一与温度无关的常数下得到的近似方程,这样就容易使人怀疑证明的结果是否也有近似的性质。同时为避免这一问题     

扩展相空间中（2＋1）维AdS黑洞的物态方程

把宇宙学常数作为热力学压强，本文研究了扩展相空间中的（2＋1）维AdS黑洞，得到了扩展相空间中物态方程的几何单位制形式和国际单位制形式．本文分别用解析方法和图像方法研究了该物态方程的行为．研究结果表明当且仅当Q=0时才与理想气体的状态方程相吻合，而当电荷Q取其他值时，与理想气体的曲线有一定偏差．研究结果还表明，（2＋1）维AdS黑洞临界点条件方程组无法得到有物理意义的解，P-V图像也没有出现范德瓦尔斯气体的P-V图像特征．因此（2＋1）维AdS黑洞在扩展相空间中的行为既不是严格的理想气体行为，也没有类范德瓦尔斯气体的行为．     

相对论条件下气体分子的速率分布

讨论了在狭义相对论条件下,处于热平衡状态下的理想气体分子速率的分布规律—麦克斯韦速率的分布形式,同时对与速率分布有关的几个量,即归一化常数C(m_o,T)、平均速率v(m_o,T)、方均根速率(v~2(m_o,T))~(1/2)最可几速率v_m(M_o,T)的形式作了详细讨论;另外,对质量不同的气体在相同温度下相应上述各量的值和同种气体在不同温度下上述各量的值作了数值计算。并计算了非相对论和相对论条件下的速度分布函数f(v,m_o,T)、C(m_o,T)、v(m_o,T)(v~2(m_o,T))~(1/2),v_m(m_o,T)的相对差异,分析了上述结果的原因及所含的物理意义。     

范氏气体准静态过程的基本关系式

本文导出了v摩尔范氏气体几种常见准静态过程的基本关系式,并给予了一定的物理解释。同时又指出当a=0、b=0时,上述范氏气体关系式正好完全转变为理想气体各相应关系式。     

直接从Coulomb定律与Biot—Savart定律导出电磁场张量F_(μv)

在我国现行通用的各电动力学教程中,二阶反对称电磁张量F_(uv)都是根据电磁场(?)与电磁势(?)、φ的关系以及四维电磁势A_μ((?),i/Cφ)与电磁张量F_(uv)的定义关系导出的。本文不从抽象的数学关系出发,而从基本的电磁实验规律—Coulomb定律和Biot-Savart定律出发,根据机矢量和轴矢量的物理性质,直接从电场与磁场这两个具体物理量的分量组成导出电磁场张量这个完美的整体结构。     

理想气体与vdW气体声速的研究

文章通过vdW equation of state计算和分析导出vdW气体的声速公式,运用Matlab 仿真技术绘制出声速与温度的关系曲线,并将关系曲线与理想气体声速曲线和实验测定的数值进行了对比分析.     

低能激发理论对斐克(Fick)定律的修正(英文)

本文应用K.L.Ngai提出的凝聚物质低频涨落一耗散性质的统一理论,将只适用于马尔科夫过程的斐克定律推广到非马尔科夫过程,得到了高频(短时间)和低频(长时间)极限情况斐克定律的修正形式。与实验比较,在参数m适当取值时符合得较好。