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1.
溫度與熱量 5-1
2.
2 熱平衡與冷熱程度 選修物理2-CH5-熱學 當兩個不同冷熱的物體放在一起,不與外界接觸(完全隔熱) 經過一段時間後,兩物體會達到相同的冷熱程度 稱為 熱平衡 在科學上討論物體 冷熱程度
必須要 有一個客觀的物理量,稱為溫度 冷熱程度 溫度 系統達成熱平衡,代表此系統內任一 處或任意物體都有相同的溫度
3.
溫標-攝氏溫標(°C) 3 選修物理2-CH5-熱學 1742年瑞典天文學家攝西斯利用水的沸點與冰點制定溫標, 1744年再修改成現行使用的攝氏溫標(°C) 一大氣壓下,水的冰點 0℃ ,水的沸點為
100℃ 攝西斯
4.
溫標-克氏溫標 (K) 4 選修物理2-CH5-熱學 1848年愛爾蘭 克爾文爵士利用絕對零度(-273.15°C)
制定 溫標,創立了『克氏溫標 (K)』 。 以絕對零度時的溫度定為 0K。水的三相點,即液體、固體、 氣體三態共存的溫度定為 273.16K。 克爾文
5.
選修物理2-CH5-熱學 5 溫標轉換 一大氣壓下,水的冰點 0℃ ,水的沸點 為
100℃ 攝氏溫標,𝐶 以絕對零度時的溫度定為 0K 。水的冰點 273k,沸點 373 k 克氏溫標,𝐾 𝑲 = 𝑪 + 𝟐𝟕𝟑. 𝟏𝟓 (5.1)
6.
○ 原理:利用 熱平衡
原理,測量物體的溫度 選修物理2-CH5-熱學 6 溫度計 thermometer 水銀溫度計 指針式溫度計 伽利略 溫度計 熱平衡
7.
選修物理2-CH5-熱學 7 熱量 熱量的本質 經過侖福特發現,及後來焦耳不斷的 實驗測定,認為熱乃能量的另一種形 式,可以和其他的能量形式互相轉換。 後來更了解到熱是組成物質的微小粒 子運動的表現,即原子、分子間的力 學能。 當兩物體達到熱平衡時 兩物體具有相同的溫度
8.
選修物理2-CH5-熱學 8 熱量 𝚫𝑯 = 𝒎𝒔(𝑻𝟐
− 𝑻𝟏 ) = 𝒎𝒔𝚫𝑻 1卡的定義:使1g的水,由14.5℃ 上升到15.5℃所需要的熱量。 由於溫度差而轉移的能量 溫度上升:表示系統吸熱 溫度下降:表示系統放熱 𝚫𝑯吸 > 𝟎 𝚫𝑯放 < 𝟎 (5.2) 當兩物體達到熱平衡時 兩物體具有相同的溫度
9.
選修物理2-CH5-熱學 9 熱量 比熱Specific Heat 一克的物質溫度升高1℃所需要的能 量,稱為比熱 𝑠 = Δ𝐻 𝑚
∙ Δ𝑇 單位:cal/g℃ 陽光 溫度高 溫度較低 物質溫度變化的難易程度 與物質種類有關,可以用來區分物質
10.
選修物理2-CH5-熱學 10 熱平衡 溫度高的物體降溫 溫度低的物體升溫 兩物體到達熱平衡的過程中 當兩物體達到熱平衡時 兩物體具有相同的溫度 兩物體接觸一段時間達成熱平衡 𝚫𝑯吸 + 𝚫𝑯放
= 𝟎 由 高溫 的物體 流到 低溫 的 物體 淨熱量
11.
11 焦耳熱功當量實驗 Joules Heat Apparatus
1845, Science Museum, London. 02-Jan-06 在1848年時的精細實驗,測定熱與功的數量 關係 重物落下減 少的力學能 水溫上升 詹姆斯·焦耳 證明熱是 能量 的一種形式 1 cal=4.187J=4.2 J 能量 選修物理2-CH5-熱學
12.
理想氣體 簡述 巨觀世界的氣體定律 5-2
13.
壓力Pressure 又叫做壓強 𝑃 = Δ𝐹 Δ𝐴 單位:
N/m2 選修物理2-CH5-熱學 13 定義:單位面積上所受的垂直作用力 把ΔA縮成極小➔ 該點的壓力 壓力必須 垂直 於接觸面 𝑃 = lim Δ𝐴→0 Δ𝐹 Δ𝐴 (5.3) (5.4)
14.
壓力Pressure 又叫做壓強 Serway 普物課本
WFU,Demo physics 𝑃 = Δ𝐹 Δ𝐴 單位: N/m2 選修物理2-CH5-熱學 14 𝑃 = lim Δ𝐴→0 Δ𝐹 Δ𝐴
15.
15 靜止液體的壓力(補充) 𝑃 = 𝜌𝑔ℎ 選修物理2-CH5-熱學 在
ℎ 深度,由密度𝜌的流體重量所產生的壓力 深度越深 水壓越大 混擬土牆越厚 (5.5) 液體體積: V = 𝐴ℎ 𝑚 = 𝜌𝐴ℎ 液體質量: 𝑃 = 𝑚𝑔 𝐴 = 𝜌𝐴ℎ𝑔 𝐴 = 𝜌𝑔ℎ
16.
大氣壓力 atmosphere 選修物理2-CH5-熱學 16 大氣之重量(重力)造成 地球表面任一點的大氣壓力值, 等於在該點的單位面積所承受 該點向上延伸的空氣柱重量 大氣壓力來自四面八方,且與 物體表面垂直 ൯ = 𝟏.
𝟎𝟏𝟑 × 𝟏𝟎𝟓 ( Τ 𝐍 𝐦𝟐 = 𝟏. 𝟎𝟏𝟑 × 𝟏𝟎𝟓 帕 = 𝟏. 𝟎𝟏𝟑 巴 𝟏𝐚𝐭𝐦 = 𝟕𝟔 𝐜𝐦 ⋅ 𝐇𝐠 = 𝟏𝟎𝟑𝟑. 𝟔( Τ 𝐠𝐰 𝐜𝒎𝟐)
17.
○ 大氣壓力的方向是 四面八方
的,且與物體表面 垂直 。 選修物理2-CH5-熱學 17 大氣壓力atmosphere
18.
氣體-體積與壓力的關係 平地便利商店圖片來源 http://www.sogi.com.tw/articles/ 平地的便利商店 山上的便利商店 山上便利商店圖片來源
http://birdblog.pixnet.net/blog/ 選修物理2-CH5-熱學 18 FROM HDMI團隊
19.
影響氣體體積的因素 氣球圖片來源 https://www.balloonin.com/ 𝑷小 𝑷大 𝑽大 𝑽小 山圖片來源 http://www.dianliwenmi.com/ 選修物理2-CH5-熱學 19 在壓力越小的地方,體積會越大:
𝑷 越小, 𝑽 越大
20.
1662年,英國化學家波以耳從實驗研究中發現 定溫下,密閉容器內定量的低密度氣體,其 壓力P 和
體積V 成 反比 選修物理2-CH5-熱學 20 波以耳定律Boyle's law 波以耳 𝑷𝑽 =定值 體積 壓力 (𝒂𝒕𝒎) 𝑽 𝟐𝑽 𝟑𝑽 𝟒𝑽 𝟏. 𝟎 𝟐. 𝟎 𝟑. 𝟎 𝟒. 𝟎 𝟏𝒂𝒕𝒎 𝟐𝒂𝒕𝒎 𝟐𝑽 𝟒𝑽 物理意義:定溫下,系統內能不變 (5.6)
21.
體積與溫度的關係 把充飽的氣球放進低溫(約-196℃)的液態氮裡,會發生什麼事? 室溫 低溫 圖片來源 youtube/MrGrodskiChemistry 更低溫 選修物理2-CH5-熱學 21
22.
𝑃=定值 V 定壓-查理-給呂薩克定律 1787年,查理藉由研究氧、氮、氫、二氧化碳以及空氣等(定壓、定量) 在0℃ 與 100℃
間熱膨脹的情形,發現每種氣體的體膨脹率都相同 Jacques Charles T 溫度降低,氣體的體積會減小。 溫度上升,氣體的體積會增加。 溫度 T (℃) 體積 V 0 100 200 -100 -200 300 -273.15 選修物理2-CH5-熱學 22
23.
定壓-查理-給呂薩克定律 溫度 T (℃) 體積
V 0 100 200 -100 -200 300 -273.15 壓力不變,密閉容器內定量的低密度氣體, 溫度每上升1度C, 其體積增加0度C時體積的 1 273.15 𝑽 = 𝑽𝟎(𝟏 + 𝑻 𝟐𝟕𝟑. 𝟏𝟓 ) K 絕對零度 絕對溫標 (K) 173.15 K 373.15 K 壓力不變,密閉容器內定量的低密 度氣體,其體積和絕對溫度成正比 𝑽 𝑻 =定值 0 選修物理2-CH5-熱學 23 (5.7) (5.8)
24.
壓力與溫度的關係 圖片來源 youtube/The Sci
Guys 為什麼內有高溫氣體的燒杯,在降溫後會把水煮蛋吃下去? 高溫 低溫 高壓 低壓 瓶內溫度 瓶內壓力 選修物理2-CH5-熱學 24 FROM HDMI團隊
25.
定容-查理-給呂薩克定律 給呂薩克 1783年,利用密閉容器體積不變、 氣體數量不變的條件下,測量氣體 壓力與溫度的關係 玻 璃 管 軟 橡 皮 管 水 銀 玻 璃 管 水 銀 尺 a s b c -273.15 溫度 T
(℃) 壓力 P 0 100 200 -100 -200 300 K 絕對零度 絕對溫標 (K) 0 273.15 K 𝑷 = 𝑷𝟎(𝟏 + 𝑻 𝟐𝟕𝟑. 𝟏𝟓 ) 𝑷 𝑻 = 定值 攝氏溫標 絕對溫標 選修物理2-CH5-熱學 25 維持不變 𝑇 (𝟓. 𝟗) (𝟓. 𝟏𝟎)
26.
長途運送 體積與數量的關係 圖片來源 http://hitefishworld.blogspot.tw/ 氣體數量少 體積較小 氣體數量多 體積較大 圖片來源 http://sbo888.pixnet.net/ 運送金魚的時候,會將氧氣打入塑膠袋中 運送的時間越長,就會打入越多的氧氣。 選修物理2-CH5-熱學 26 FROM HDMI團隊
27.
亞佛加厥定律 1811年,義大利化學家亞佛加厥 提出:在相同的壓力和溫度下,等體 積的任何氣體都含有相同數目的分子。 𝑽𝟏 𝑽𝟐 = 𝑵𝟏 𝑵𝟐 = 定值 一莫耳的任何氣體,在 0℃、一大氣壓下, 均佔有
22.4升 的體積。 選修物理2-CH5-熱學 27 (𝟓. 𝟏𝟏)
28.
理想氣體方程式-氣體定律的整合 一莫耳的任何氣體,在 0℃、一大氣 壓下,均佔有 22.4升
的體積。 𝑅 = 1 × 22.4 273 = 0.082( atm ⋅ l K ) 𝑅 = 1.013 × 105 × 22.4 × 10−3 273 = 8.31(J/K) 選修物理2-CH5-熱學 28 SI單位 𝑉 𝑇 = 𝐶2 𝑃 𝑇 = 𝐶3 𝑃𝑉 = 𝐶1 𝑃𝑉 𝑛𝑇 = 𝑅:理想氣體常數 𝑃𝑉 𝑁𝑇 = 𝑘:波茲曼常數 𝑉 𝑁 = 𝐶4 𝑷𝑽 = 𝒏𝑹𝑻 = 𝑵𝒌𝑻 理想氣體,其壓力 𝑃,體積 𝑉,溫度 𝑇 和莫耳數 𝑛 (分子數 𝑁 )之間的關係 (𝟓. 𝟏𝟐)
29.
理想與現實 可以使用理想氣體 定律 解釋? 選修物理2-CH5-熱學 29
30.
理想與現實總是有段差距… 理想 現實 圖片來源 https://www.memecenter.com/ 圖片來源 https://www.clipartpanda.com 選修物理2-CH5-熱學 30 𝑃𝑉
= 𝑛𝑅𝑇 (𝑃 + 𝑛2 𝑉2 )(𝑉 − 𝑛𝑏) = 𝑛𝑅𝑇 𝑃 = 𝑅𝑇 𝑉 𝑚 − 𝑏 − 𝑎𝛼 𝑉 𝑚 2 + 2𝑏𝑉 𝑚 − 𝑏2
31.
5-3 氣體動力論 以牛頓力學與微觀原子概念說明 氣體 壓力、溫度、體積及能量相關概念 Contoso Ltd.
32.
理想氣體微觀模型 選修物理2-CH5-熱學 32 分子間距 遠大於 分子自身體積 分子的運動為
隨機運動 分子運動 遵守牛頓運動定律 分子可視為微小的完全彈性剛體
33.
選修物理2-CH5-熱學 33 氣體動力論 氣體的通性 易於擴散、充滿任意形狀的容器 高速流動 https://www.boc.co.nz/shop/en/nz/nitrogen-scientific-liquid-148blk http://www.academicwino.com/2013/ 04/physics-champagne-pop.html/
34.
選修物理2-CH5-熱學 34 氣體動力論 Kinetic Theory
of Gases 以機率、統計說明 多數氣體分子的行為表現 分子的運動造成氣體的壓力、體積、 溫度 極大數目的分子組成 分子的運動無規則的 分子之間的碰撞或分 子與器壁之間的碰撞 都視為彈性碰撞 在任一段時間 內向各方向運 動的機率(速 率分布)均相 同。 分子的運動為 隨機運動
35.
理想氣體微觀模型 選修物理2-CH5-熱學 35 在現實生活中,什麼條件之下的真 實氣體最接近理想氣體呢? a. 溫度越 ____
越好 b. 低密度的氣體➔壓力越 ____ 越好 高溫的氣體分子運動速率較快, 分子間接觸時間短! 低密度的氣體分子→數量較少, 分子自身的體積可忽略! 高 低
36.
選修物理2-CH5-熱學 36 氣體分子撞擊與壓力的關係 Δ𝑝 = 𝑚𝑣
− (−𝑚𝑣) 𝛥𝑝 = 𝑁 ⋅ 2𝑚𝑣 𝐹 = σ 𝛥𝑝 𝛥𝑡 = 2𝑁𝑚𝑣 𝛥𝑡 設氣體分子質量為𝑚,速度為𝑣,撞擊面積𝐴, Δ𝑡 內有𝑁 個粒子撞擊器壁表面 亦即每秒有 𝑁/Δ𝑡 個粒子撞擊器壁表面 器壁表面的作用力 𝑃 = 𝐹 𝐴 = 2𝑁𝑚𝑣 𝐴𝛥𝑡 器壁表面的壓力
37.
選修物理2-CH5-熱學 37 氣體動力論的推論 റ 𝑣1 റ 𝑣2 ⋯
റ 𝑣𝑛 L y x z 𝐴𝑥 റ 𝑣𝑖 𝑃 = 1 3 𝑁𝑚𝑣2 𝑉 微觀狀態下,氣體壓力: 𝑣2 速度平方的平均值 一邊為𝐿 的正方體密閉容器(體積為𝑉), 有𝑁個質量為 𝑚 的理想氣體分子, 分子的運動無規則,各自速度分別為 (𝟓. 𝟏𝟐)
38.
選修物理2-CH5-熱學 38 氣體動力論的推論 𝐿 𝑦 𝑥 𝑧 𝐴𝑥 റ 𝑣𝑖 考慮某一個氣體分子撞擊A𝑥面時, 在𝑋方向上,每次撞擊所產生的衝量大小 Δ𝑝 = 𝑚𝑣𝑖𝑥
− (−𝑚𝑣𝑖𝑥) = 2𝑚𝑣𝑖𝑥 𝑣𝑖𝑥 𝑣𝑖𝑧 𝑣𝑖𝑦 𝐴𝑥 𝑣𝑖𝑧 −𝑣𝑖𝑥 𝑣𝑖𝑦 റ 𝑣𝑖 = 𝑣𝑥 Ƹ 𝑖 + 𝑣𝑦 Ƹ 𝑗 + 𝑣𝑧 𝑘
39.
選修物理2-CH5-熱學 39 氣體動力論的推論 𝐿 𝑦 𝑥 𝑧 𝐴𝑥 റ 𝑣𝑖 氣體分子來回一次Ax的時間為 則單位時間(1秒)內碰撞Ax面的次數為 Δ𝑡 = 2𝐿 𝑣𝑖𝑥 𝑣𝑖𝑥 2𝐿 Ax的受力 Δ𝐹𝑖 = Δ𝑝𝑖 Δ𝑡 = 𝑣𝑖𝑥 2𝐿 ·
2𝑚𝑣𝑖𝑥 1 = 𝑚𝑣𝑖𝑥 2 𝐿 റ 𝑣𝑖 = 𝑣𝑥 Ƹ 𝑖 + 𝑣𝑦 Ƹ 𝑗 + 𝑣𝑧 𝑘
40.
選修物理2-CH5-熱學 40 氣體動力論的推論 𝐿 𝑦 𝑥 𝑧 x A റ 𝑣𝑖 所以全部分子在A𝑥面造成的衝力為 𝐹 = 𝑚𝑣1𝑥 2 𝐿 + 𝑚𝑣2𝑥 2 𝐿 + ⋯
+ 𝑚𝑣𝑁𝑥 2 𝐿 𝐹 = 𝑁𝑚 𝐿 (𝑣1𝑥 2 + ⋯ + 𝑣𝑁𝑥 2 ) 𝑁 = 𝑁𝑚 𝐿 𝑣𝑥 2 全部分子在A𝑥面產生的氣體壓力為 𝑃 = 𝐹 𝐴𝑥 = 𝑁𝑚 𝐿 𝑣𝑥 2 𝐿2 = 𝑁𝑚𝑣𝑥 2 𝐿3 = 𝑁𝑚𝑣𝑥 2 𝑉 റ 𝑣𝑖 = 𝑣𝑥 Ƹ 𝑖 + 𝑣𝑦 Ƹ 𝑗 + 𝑣𝑧 𝑘
41.
選修物理2-CH5-熱學 41 氣體動力論的推論 𝐿 𝑦 𝑥 𝑧 x A റ 𝑣𝑖 任一段時間內氣體分子向各方向運動的 機率均相同 𝑣𝑥 2 = 𝑣𝑦 2
= 𝑣𝑧 2 = 1 3 𝑁𝑚𝑣2 𝑉 𝑣2 = 𝑣𝑥 2 + 𝑣𝑦 2 + 𝑣𝑧 2 𝑃 = 𝑁𝑚𝑣𝑥 2 𝑉 𝑣𝑥 2 = 𝑣𝑦 2 = 𝑣𝑧 2 = 1 3 𝑣2 റ 𝑣𝑖 = 𝑣𝑥 Ƹ 𝑖 + 𝑣𝑦 Ƹ 𝑗 + 𝑣𝑧 𝑘 氣體分子產生的壓力 𝑣𝑖 2 = 𝑣𝑥 2 + 𝑣𝑦 2 + 𝑣𝑧 2
42.
選修物理2-CH5-熱學 42 氣體動力論:平均動能 𝑃 = 1 3 𝑁𝑚𝑣2 𝑉 𝑃 = 1 2 𝑚𝑣2
⋅ 2 3 𝑁 𝑉 𝐸𝑘 = 1 2 𝑚𝑣2 =? 一個氣體分子的平均動能 𝐸𝑘 = 1 2 𝑚𝑣2 = 3 2 ⋅ 𝑃𝑉 𝑁 = 3 2 𝑘𝑇
43.
選修物理2-CH5-熱學 43 氣體動力論:平均動能 𝐸𝑘 = 𝑁 3 2 𝑘𝑇 𝐸𝑘
= N ⋅ 1 2 𝑚𝑣2 =? 全部氣體分子的平均動能 𝐸𝑘 = 3 2 𝑘𝑇 𝐸𝑘 = 3 2 𝑃𝑉 = 3 2 𝑛𝑅𝑇 氣體分子運動速率 不再是必要因素 想知道總動能
44.
選修物理2-CH5-熱學 44 氣體動力論:平均動能與氣體內能 𝐸𝑘 = 3 2 𝑘𝑇 理想氣體中,氣體分子平 均動能與絕對溫度成正比 氣體分子平均動能僅於 溫度 有關,與其他性質-氣體種類、 壓力、體積等無關 溫度的本質可看成是分 子平均移動動能的指標 單原子理想氣體分子間無位能 故單原子理想氣體內能即為總 動能 𝐸𝑘
= 3 2 𝑁𝑘𝑇
45.
選修物理2-CH5-熱學 45 方均根速率 Root-mean-square speed 𝑣rms
= 𝑣2 = 𝟑𝒌𝑻 𝒎 = 𝟑𝑹𝑻 ) 𝑴(分子量 = 𝟑𝑷 𝝆 𝒎的單位 公斤 𝑴的單位 公斤 定義:氣體分子速率平方和的平均值, 再取其根號。 統計力學的常用物理概念 分子的平均速率不容易計算 方均根速率 略大於 平均速率 但與平均速率接近
46.
選修物理2-CH5-熱學 46 氣體動力論:方均根速率 Root-mean-square speed 氣體分子的平均動能
代表全體氣體分子 𝑣rms = 𝟑𝒌𝑻 𝒎 = 𝟑𝑹𝑻 ) 𝑴(分子量 = 𝟑𝑷 𝝆 1 2 𝑚 lj 𝑣2 𝑣𝑟𝑚𝑠 = 𝑣2 = 3𝑘𝑇 𝑚 = 3 2 𝑘𝑇
47.
選修物理2-CH5-熱學 47 氣體動力論:方均根速率 Root-mean-square speed 氣體分子的平均動能
代表全體氣體分子 𝑣rms = 𝟑𝒌𝑻 𝒎 = 𝟑𝑹𝑻 ) 𝑴(分子量 = 𝟑𝑷 𝝆 𝑣𝑟𝑚𝑠 = 3𝑅𝑇 𝑀 𝑣𝑟𝑚𝑠 = 3𝑃𝑉 𝑛 ⋅ 𝑀 = 3𝑃 𝑛 ⋅ 𝑀 𝑉 𝑛 ⋅ 𝑀 𝑉 氣體密度 𝜌 𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 𝑅𝑇 = 𝑃𝑉 𝑛 = 3𝑃 𝜌
48.
選修物理2-CH5-熱學 48 經典實驗:氯化氫氣體和氨氣接觸會產生白色氯化銨 擴散定律Diffusion 𝑅1 𝑅2 = 𝑀2 𝑀1
49.
選修物理2-CH5-熱學 49 理想氣體的混合 𝑃1、𝑉1、𝑇1、𝑁1 𝑃2、𝑉2、𝑇2 、𝑁1 𝑃𝑁、𝑉𝑁、𝑇𝑁 、𝑁𝑁 絕熱 無化學反應 能量守恆 莫耳數(分子數)守恆 𝑛
= 𝑛1 + 𝑛2 + ⋯ 𝑃𝑉 𝑅𝑇 = 𝑃1𝑉1 𝑅𝑇1 + 𝑃2𝑉2 𝑅𝑇2 + 𝑃3𝑉3 𝑅𝑇3 𝑃𝑉 𝑇 = 𝑃1𝑉1 𝑇1 + 𝑃2𝑉2 𝑇2 + 𝑃3𝑉3 𝑇3 莫耳數(分子數)守恆 能量守恆 = 3 2 (𝑛1+𝑛2 + ⋯ )𝑅𝑇 3 2 𝑛1𝑅𝑇1 + 3 2 𝑛2𝑅𝑇2 + ⋯ 𝑇 = 𝑛1𝑇1 + 𝑛2𝑇2 + ⋯ 𝑛1 + 𝑛2 + ⋯ P、V、T、n
50.
選修物理2-CH5-熱學 50 理想氣體的混合 P、V、T、n P1、V1、T1、N1 P2、V2、T2 、N1 PN、VN、TN 、NN 絕熱 無化學反應 能量守恆 莫耳數(分子數)守恆 𝑛
= 𝑛1 + 𝑛2 + ⋯ 𝑃𝑉 𝑅𝑇 = 𝑃1𝑉1 𝑅𝑇1 + 𝑃2𝑉2 𝑅𝑇2 + 𝑃3𝑉3 𝑅𝑇3 𝑃𝑉 𝑇 = 𝑃1𝑉1 𝑇1 + 𝑃2𝑉2 𝑇2 + 𝑃3𝑉3 𝑇3 莫耳數(分子數)守恆 能量守恆 3 2 𝑃1𝑉1 + 3 2 𝑃2𝑉2 + ⋯ 𝑃1𝑉1 + 𝑃2𝑉2 + ⋯ = 𝑃𝑉 = 3 2 𝑃𝑉
51.
Thank for Contoso Ltd. https://mysecretpark.blogspot.com/ your
attention 參考資料 陈玉芳,物理學史簡明教程 郭奕玲,沈慧君,物理學演義 維基百科 高三選修物理課本 自編講義
52.
熱力學 第一定律
53.
選修物理2-CH5-熱學 53 熱力學的觀點 熱力學:研究能量轉換及與能量轉換時相關 介質物理變化的學科 熱力學建立於實驗觀察上,所得之結果再創 造出理論或基本定理。 區分系統與外界的界線稱為界面(boundary) 關注區域稱為系統(system) 其餘稱為外界(surroundings)
54.
選修物理2-CH5-熱學 54 熱力學的[系統] 當氣體系統經歷 熱量𝑄的進出 氣體系統產生 狀態的改變 可以是
壓力 體積 溫度 分子數 內能 功
55.
移動動能 轉動動能 系統內能 internal
energy 1-5 微觀狀態下,氣體分子所有形式的能量總和 雙原子氣體 選修物理2-CH5-熱學 55 震動動能 以 𝑼 表示 與系統溫度有關 理想氣體 U = 3 2 kT
56.
56 選修物理2-CH5-熱學 系統做功 P Δ𝑥 𝐴 𝑊 = 𝐹
⋅ 𝑠 = P ⋅ 𝐴 ⋅ 𝑠 = P ⋅ 𝑉 = න P ⋅ 𝑑𝑉
57.
57 選修物理2-CH5-熱學 熱力學過程-第一定律 1-7 熱量流入 熱量流出 內能改變Δ𝑈 施力做功W Δ𝑄 = Δ𝑈
+ 𝑊
58.
選修物理2-CH5-熱學 58 熱力學過程 等溫過程 定壓過程
59.
選修物理2-CH5-熱學 59 熱力學過程 定容過程 絕熱過程
60.
選修物理2-CH5-熱學 60 定壓過程的熱量 定壓過程 系統對外做功 W =
𝑃(𝑉2 − 𝑉1) 系統內能變化 Δ𝑈 = 3 2 𝑛𝑅Δ𝑇 = 𝑛𝑅Δ𝑇 Δ𝑄 = Δ𝑈 + 𝑊 = 5 2 𝑛𝑅Δ𝑇
61.
選修物理2-CH5-熱學 61 定容過程的熱量 定容過程 系統對外做功 W =
0 系統內能變化 Δ𝑈 = 3 2 𝑛𝑅Δ𝑇 Δ𝑄 = Δ𝑈 + 𝑊 = 3 2 𝑛𝑅Δ𝑇
62.
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attention 參考資料 陈玉芳,物理學史簡明教程 郭奕玲,沈慧君,物理學演義 維基百科 選修物理2 自編講義
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