一級結構工程師基礎考點:熱學(1)


狀態參量:描述物體狀態的變量。
氣體壓強:氣體作用在容器壁單位面積上的指向器壁的垂直作用力,是氣體分子對器壁碰撞的宏觀表現。壓強是個統計平均量。
溫度:宏觀上表示物體的冷熱程度,本質與物質分子運動密切相關。溫度的不同反映物質內部分子運動劇烈程度不同。氣體的溫度是氣體分子平均平動動能的量度。
熱平衡:當整個氣體處于均勻溫度之下并且與周圍溫度相同,氣體就處于熱平衡之中。
力平衡:當整個氣體在外場不存在時處于均勻壓強之下,氣體就處于力平衡之中。
化學平衡:當整個氣體化學成份處處均勻,氣體就處于化學平衡之中。(密度)
熱力學平衡:氣體處于熱平衡,力學平衡與化學平衡之中。
熱動平衡:考慮氣體中熱運動的存在,氣體的熱力學平衡狀態稱為熱動平衡。
平衡過程:狀態變化進展得十分緩慢,使所經歷的一系列中間狀態,都無限接近平衡狀態的理想過程。
理想氣體狀態方程的條件:一般氣體,密度不太高,壓強不太大(與大氣壓比較)和溫度不太低(與室溫度比較)。
分子熱運動:大量分子的無規則運動,其基本特征是分子的永恒運動和頻繁相互碰撞。
理想氣體的微觀模型:氣體被看作是自由地,無規則地運動著的彈性球分子的集合
理想氣體的微觀模型基本特征:1氣體分子的大小與氣體分子間的距離相比較,可以忽略不計2氣體分子的運動服從經典力學規律3分子間相互作用力可以忽略不計
能量均分定理:氣體分子有i個自由度,則每個分子的平均能量都等于i/2kT
氣體的內能:氣體分子的能量以及分子與分子之間的勢能構成氣體內部的總能量。理想氣體的內能只是分子各種運動能量的總和,理想氣體的內能只是溫度的單值函數。
麥克斯韋速率分布適用于描述的情形:氣體分子只有動能而沒有勢能,并且在空間各處密度相同,并在平衡態才成立。
平均碰撞次數(平均碰撞頻率):1s內一個分子和其他分子碰撞的平均次數。
平均自由程:每兩次碰撞間一個分子自由運動的平均路程。平均自由程與分子(有效)直徑和分子數密度成反比(由分子數密度與壓強和溫度關系得出其與壓強成反比,溫度成正比)。
沾滯現象的解釋:氣體分子的定向動量在垂直于流速度方向上向流速較小氣層的凈遷移。
熱傳異現象的解釋:熱層和冷層溫度不同而分子平均動能不同使得從熱層到冷層出現熱運動能量的凈遷移。
擴散現象的解釋:分子在高密度層到低密度層的分子數不同使得其從高密度氣層向低密度氣層發生質量的凈遷移,是氣體分子無規則運動的結果。
粘度與密度,平均速率和平均自由程均成正比
熱導率與密度,平均速度率和平均自由程均成正比
擴散系數與平均速率和平均自由程成正比
真實氣體與理想氣體區別:1分子占有一定體積并且分子間的斥力的存在,可被壓縮的空間減小且小于容器的容積2分子間引力削弱了分子施予器壁的壓強而使壓強減小。
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