热学教案
高中物理北师大版必修二《热学》教案
高中物理北师大版必修二《热学》教案引言：《热学》是高中物理必修课程的一部分，旨在通过学习热力学、热量传递和热机等内容，培养学生对热学基本概念和原理的理解与运用能力。
本教案将重点介绍《热学》的教学目标、教学重点和难点，以及具体教学内容和教学方法，帮助教师全面了解课程要求，合理安排课堂教学。
一、教学目标：通过本次教学，学生应该能够1. 理解热学的基本概念，包括热力学第一定律和第二定律；2. 掌握热量的传递方式，如传导、对流和辐射；3. 理解热机的工作原理与效率计算方法；4. 运用热学知识解决相关问题。
二、教学重点和难点：1. 教学重点：（1）热力学第一定律和第二定律的理解与应用；（2）热量传递方式的掌握和计算；（3）热机的工作原理与效率计算。
2. 教学难点：（1）对热力学第二定律的理解和应用；（2）热机设备的效率计算。
三、教学内容和教学方法：1. 教学内容：本单元主要包括以下几个部分：（1）热力学基本概念和定律；（2）热量传递方式；（3）热机的工作原理和效率计算。
2. 教学方法：（1）讲授法：通过教师的讲解，介绍热学的基本概念和定律，并简要阐述各个知识点的应用和实例。
（2）实验法：结合实际实验，让学生通过观察和测量来理解热量传递方式的特点和原理。
（3）讨论法：组织学生讨论热机工作原理和效率计算的方法，培养学生的问题解决能力和思维能力。
四、教学进度安排：本课程计划分为5个教学单元，预计每个单元的授课时间为2-3节课，具体安排如下：1. 第一单元：热力学基本概念和定律（1）教学内容：热学的发展历史、热力学基本概念、热力学第一定律和第二定律的内容;（2）教学方法：讲授法、讨论法；（3）教学时间：2节课。
2. 第二单元：热量传递方式（1）教学内容：传导、对流和辐射三种热量传递方式的原理和计算方法；（2）教学方法：实验法、讲授法；（3）教学时间：3节课。
3. 第三单元：热机的工作原理和效率计算（1）教学内容：热机的分类、热机的工作原理、效率计算等内容；（2）教学方法：实验法、讲授法、讨论法；（3）教学时间：3节课。
大学物理热学讲课教案设计
一、教学目标1. 知识目标：（1）掌握热学的基本概念和基本规律；（2）理解热力学第一定律和热力学第二定律；（3）熟悉热传递的基本方式，如传导、对流和辐射；（4）了解气体动理论和热力学基础。
2. 能力目标：（1）培养学生运用热学知识解决实际问题的能力；（2）提高学生的实验操作技能和数据分析能力；（3）培养学生的科学探究精神和团队合作能力。
3. 情感目标：（1）激发学生对热学的兴趣，培养学生热爱科学的情感；（2）培养学生的社会责任感和创新意识。
二、教学内容1. 热学基本概念：温度、热量、比热、热能等；2. 热力学第一定律：内能、做功、热传递；3. 热力学第二定律：熵、热力学第二定律的表述；4. 热传递：传导、对流、辐射；5. 气体动理论：理想气体状态方程、压强、温度、体积之间的关系；6. 热力学基础：热力学系统、热力学过程、热力学平衡。
三、教学方法1. 讲授法：系统讲解热学基本概念、基本规律和热力学定律；2. 案例分析法：通过具体案例，引导学生分析问题、解决问题；3. 实验法：通过实验，验证理论知识，提高学生的实验操作技能和数据分析能力；4. 讨论法：组织学生进行课堂讨论，培养学生的科学探究精神和团队合作能力。
四、教学过程1. 导入新课：通过生活中的实例，引导学生关注热现象，激发学习兴趣。
2. 讲解基本概念：讲解温度、热量、比热、热能等基本概念，让学生理解热学的基本规律。
3. 讲解热力学第一定律：通过实例分析，让学生理解内能、做功、热传递之间的关系。
4. 讲解热力学第二定律：讲解熵的概念，分析热力学第二定律的表述，让学生理解热力学第二定律的意义。
5. 讲解热传递：通过实验演示，让学生了解传导、对流、辐射三种热传递方式的特点。
6. 讲解气体动理论：讲解理想气体状态方程，分析压强、温度、体积之间的关系。
7. 讲解热力学基础：讲解热力学系统、热力学过程、热力学平衡等基本概念。
8. 案例分析：通过具体案例，引导学生运用所学知识解决实际问题。
高中物理热学现象教案
高中物理热学现象教案课时安排: 2课时教学目标:1. 了解热学现象的基本概念和原理。
2. 理解热传导、热辐射和热对流的区别和联系。
3. 能够通过实验和观察，探究热学现象的规律。
教学重点:1. 热传导、热辐射和热对流的概念和区别。
2. 热学现象的实验探究。
教学难点:1. 各种热学现象之间的联系和相互影响。
2. 如何正确进行实验，观察和总结热学现象。
教学准备:1. 实验器材：热传导试验装置、热辐射实验器、热对流实验装置。
2. 实验材料：杯热水、铝棒、红外线检测器等。
教学步骤:第一课时:1. 概念讲解：介绍热学现象的基本概念和三种方式。
2. 实验演示：通过热传导试验装置展示热传导的过程，观察热传导的规律。
3. 小组讨论：讨论热传导、热辐射和热对流之间的联系和区别。
第二课时:1. 概念讲解：深入理解热辐射和热对流的概念，并与热传导进行比较。
2. 实验探究：通过热辐射实验和热对流实验，观察热辐射和热对流的特点和规律。
3. 总结讨论：总结各种热学现象之间的联系和相互影响，并讨论其在日常生活中的应用。
教学延伸:1. 研究各种材料的导热性能，并探讨其影响因素。
2. 探究太阳辐射对地球表面的影响，理解地球气候变化的原因。
教学反馈:1. 组织学生进行小测验，检验他们对热学现象的理解程度。
2. 鼓励学生积极参与讨论和分享实验心得，加深对热学现象的理解。
教学评价:1. 结合学生的表现和实验结果，对学生的理解能力和实验技能进行评价。
2. 鼓励学生提出问题和建议，帮助他们更好地理解和应用热学知识。
教学反思:1. 总结本课程的教学效果和存在的问题，为今后的教学提供参考。
2. 不断更新教学材料和内容，提高教学质量和效果。
大学物理热学基础教案模板
课时安排：2课时教学目标：1. 理解热学的基本概念，包括温度、热量、内能等。
2. 掌握热力学第一定律和第二定律的基本原理。
3. 能够运用热力学公式解决简单的热学问题。
4. 培养学生的逻辑思维能力和分析问题的能力。
教学重点：1. 热力学第一定律和第二定律。
2. 热力学公式及其应用。
教学难点：1. 理解热力学第二定律的微观意义。
2. 热力学公式在不同条件下的应用。
教学准备：1. 教学课件或黑板。
2. 相关教学视频或实验演示。
3. 练习题。
教学过程：第一课时一、导入1. 通过生活中的实例引入热学概念，如热水袋、暖气等。
2. 引导学生思考热学的基本问题，如什么是温度、热量、内能等。
二、讲授新课1. 温度：介绍温度的定义、单位及温度计的原理。
2. 热量：讲解热量的定义、单位及传递方式。
3. 内能：介绍内能的概念、组成及影响因素。
三、热力学第一定律1. 介绍热力学第一定律的表述和公式。
2. 通过实例讲解热力学第一定律的应用，如热机、制冷机等。
四、课堂练习1. 学生独立完成热力学第一定律相关习题。
2. 教师讲解答案，帮助学生巩固所学知识。
第二课时一、复习导入1. 回顾上一节课学习的内容，检查学生对热力学第一定律的掌握情况。
2. 引入热力学第二定律。
二、讲授新课1. 热力学第二定律：介绍熵的概念、热力学第二定律的表述和熵增原理。
2. 通过实例讲解热力学第二定律的应用，如热力学第二定律与能量转化、环境问题等。
三、课堂练习1. 学生独立完成热力学第二定律相关习题。
2. 教师讲解答案，帮助学生巩固所学知识。
四、总结1. 总结本节课学习的内容，强调热力学第一定律和第二定律的重要性。
2. 鼓励学生在日常生活中关注热学现象，提高物理素养。
教学评价：1. 课后作业完成情况。
2. 学生在课堂练习中的表现。
3. 学生对热学知识的理解和应用能力。
大学热学教案
课程名称：热学授课对象：大学物理专业学生教学目标：1. 理解热学的基本概念和基本原理。
2. 掌握热力学第一定律和第二定律。
3. 能够运用热学知识解决实际问题。
4. 培养学生的科学思维能力和创新意识。
教学重点：1. 热力学第一定律和第二定律。
2. 热力学系统的状态方程和热力学势。
3. 热力学过程中的能量转换和守恒。
教学难点：1. 热力学第二定律的理解和应用。
2. 热力学势的物理意义和计算方法。
教学过程：一、导入1. 回顾高中物理中关于热学的知识，如热力学第一定律、比热容等。
2. 引出大学热学的概念和研究对象。
二、新课讲解1. 热力学第一定律- 介绍热力学第一定律的物理意义和数学表达式。
- 通过实例讲解如何运用热力学第一定律进行能量转换和守恒的计算。
2. 热力学第二定律- 介绍热力学第二定律的物理意义和克劳修斯表述、开尔文-普朗克表述。
- 通过实例讲解热力学第二定律的应用，如热机效率、制冷循环等。
3. 热力学势- 介绍内能、焓、自由能等热力学势的概念和物理意义。
- 讲解热力学势的计算方法和应用。
三、课堂练习1. 给出几个与热学相关的问题，让学生独立思考并解答。
2. 指导学生运用所学知识解决实际问题。
四、总结1. 回顾本节课所学内容，强调重点和难点。
2. 提醒学生课后复习，巩固所学知识。
五、作业布置1. 完成课后习题，巩固所学知识。
2. 预习下一节课的内容。
教学反思：1. 在教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动思考，提高学生的参与度。
2. 结合实际案例，帮助学生理解抽象的热学概念，提高学生的应用能力。
3. 注重培养学生的科学思维能力和创新意识，为学生的未来发展奠定基础。
热学知识教案：热传导、热对流、热辐射的联系和区别
热学知识教案：热传导、热对流、热辐射的联系和区别热学是一门研究热现象的学科，热传导、热对流、热辐射是热学中的基本概念。
在这篇文章中，我们将探讨这些概念的联系和区别，以及它们的应用和意义。
一、热传导热传导是指物体内部热量的传递，它由分子或电子的热运动引起，无需介质进行热量传递。
热传导和物质的导电性质有关，导热系数大的物质热传导能力强，对于导热系数小的物质，其热传导能力较差。
热传导的特点是热量的传递速度相对比较慢，且只能在物体内部传递，不会穿透物体的表面。
二、热对流热对流是指通过流体的传导热量。
与热传导不同，热对流需要介质的存在完成，通常我们称之为流体。
热量通过流体的传递需要流体的运动形成对流层，流体的运动可以使高温区域和低温区域形成热对流，从而使热量传递更加高效。
热对流的特点是传递速度快，并且能够穿透物体的表面进行传递。
三、热辐射热辐射是指物体通过发射和吸收电磁波进行热量的传递，无需介质进行热量传递。
辐射热量也可以在真空中传播，且传播速度不受物质热导率和流体传热性能的限制。
热辐射的特点是能够穿透物体的表面进行传递，而且热量传递速度非常快。
四、热传导、热对流、热辐射之间的联系和区别热传导、热对流、热辐射之间有许多联系和区别。
这三种方式都是热量的传递方式，但它们的传递方式是不同的。
热传导和热对流都需要介质的存在进行传递，而热辐射不需要介质存在。
并且热传导只能在物体内部进行传递，而热对流和热辐射能够穿透物体表面进行传递。
热传导的传递速度较慢，热对流和热辐射的传递速度比较快。
热对流相对于热传导和热辐射来说传递效率更高，因为流体的运动可以增加热量的传递速度。
应用和意义热传导、热对流、热辐射在生活中都有着广泛的应用。
在热力学的研究中，热传导、热对流、热辐射的理论和实践应用得到了广泛的发展。
在建筑、材料和环境科学等领域，热传导、热对流、热辐射的理论和应用有着重要的作用。
在制冷和加热设备的研究和开发中，热传导、热对流、热辐射的应用可以提高系统的效率和性能。
初中热学实验教案模板
初中热学实验教案模板一、课题：《热学实验》二、教学目标：（一）知识与技能：1. 学生能够理解热学的基本概念，如温度、热量和内能。
2. 学生能够通过实验观察和分析热学现象，掌握热传递和做功对物体内能的影响。
3. 学生能够使用温度计进行温度的测量。
（二）过程与方法：1. 学生通过实验观察和记录热学现象，培养观察和实验能力。
2. 学生通过分析实验数据，培养分析和解决问题的能力。
（三）情感态度与价值观：1. 学生通过参与实验和讨论，培养对科学的兴趣和好奇心。
2. 学生通过合作和交流，培养团队精神和沟通能力。
三、教学重点：1. 热学的基本概念。
2. 热传递和做功对物体内能的影响。
3. 温度计的使用方法。
四、教学难点：1. 热传递和做功对物体内能的影响的理解。
2. 温度计的正确使用方法。
五、教学过程：（一）引入新课：1. 复习：什么是温度？什么是热量？什么是内能？2. 提问：温度、热量和内能之间的关系是什么？（二）实验一：用温度计测量水的温度1. 实验目的：学会温度计的使用，测量水的温度，体会观察和测量的意义。
2. 实验器材：温度计、烧杯、冷水、热水。
3. 实验步骤：a. 观察温度计的零刻度线、量程和分度值。
b. 将温度计玻璃泡与热水充分接触，观察温度计的示数变化。
c. 待温度计示数稳定后进行读数，记录温度值。
4. 实验注意事项：温度计不能接触容器底部和壁，玻璃泡要全部浸没在液体中。
（三）实验二：热传递对物体内能的影响1. 实验目的：观察热传递对物体内能的影响。
2. 实验器材：铁块、热水、冷水、温度计。
3. 实验步骤：a. 将铁块放入冷水中，测量铁块的初始温度。
b. 将铁块放入热水中，观察铁块的温度变化。
c. 记录不同时间铁块的温度值。
4. 实验注意事项：热水和冷水的温度要有一定差距，确保热传递的发生。
（四）实验三：做功对物体内能的影响1. 实验目的：观察做功对物体内能的影响。
2. 实验器材：弹簧测力计、小车、砝码、温度计。
热学实验教案：用实验验证热量守恒原理
热学实验教案：用实验验证热量守恒原理一、实验原理在热学中，热量是一种能量形式，热量传递的方式包括传导、对流和辐射。
热量守恒原理指的是在物体发生热过程的时候，热量既不会凭空消失，也不会凭空生成，而是守恒的转移到其他物体上。
本实验利用热量守恒原理的实验方法，通过观测实验前后温度的变化，验证热量的守恒原理。
其中包括测量物体的热容、热导率等基本参数，以及测量环境温度、湿度等环境参数。
根据实验所得数据进行计算分析，验证热量守恒原理的正确性和适用性。
二、实验目的1、理解热量守恒原理，学习如何利用实验验证这一原理。
2、学习测量物体的基本参数，如热容、热导率等。
3、认识环境对实验的影响，如环境温度、湿度等。
4、培养学生分析和处理实验数据的能力。
三、实验材料1、铜或铁块。
2、热容器。
3、温度计。
4、热导计。
5、计时器。
6、电磁炉或气体炉。
7、湿度计。
8、温度数据记录仪。
四、实验步骤1、准备物理实验器材，在实验室中选取一块铜或铁块作为被测物体。
2、在温度计上设置初始温度，并将被测物体置于热容器中。
3、启动电磁炉或者气体炉，控制加热时间和温度。
4、完成加热过程后，记录被测物体的末温度以及加热时间。
5、利用热导计测量被测物体的热导率。
6、记录环境温度以及湿度，计算环境对实验数据的影响。
7、使用计时器计算总的实验时间。
8、将所得数据输入到温度数据记录仪中，进行数据分析处理。
9、根据所得数据分析实验结果，检验热量守恒原理的正确性。
五、实验结果与分析我们在实验中对被测物体进行了加热，并测量了被测物体的起始温度以及末温度，借助于所测得的温度变化，热导率和实验数据记录仪进行数据分析处理，得到了如下所示的实验数据。
通过本次实验的结果和分析，我们可以得出结论：利用热量守恒原理进行热学实验，通过测量被测物体的起始温度、末温度、加热时间、热导率等基本物理量以及环境温度、湿度等相关参数，验证了热量守恒原理的正确性与适用性，这是优秀的理论和实践相结合的例子。
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热力学基础 （宏观理论） 1、热力学第 一定律； 2、热力学第 二定律； 3、热机。
2012-7-11
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绪 论
宏观描述方法与微观描述方法
一、热学的研究对象及其特点 热物理学是研究有关物质的热运动以及与热相联 系的各种规律的科学。 热现象：这些与温度有关的物理性质的变化。 热学研究对象：所有与热相联系的现象。 特点：热物理学研究的是由数量很大的微观粒子所 组成的系统。
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3、摄氏温标、华氏温标与兰氏温标
tF [ 5 9 t
0
C
32 ] F
0
t是摄氏温标 TR是兰（金）氏温标
0
T R 1 . 8T (
TR [ 0 tF F
R
K
)
0
459 . 67 ] R
与热力学温度 的关系
温度
热力学温度
单 符 固定点的温度值 位 号 绝对零度 冰点 三相点 汽点
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三 实际气体物态方程
范德瓦耳斯方程
1、分子固有体积修正
Vm b RT p 或p RT Vm b
pi β
2、分子吸引力修正
p p i p内 p内 (V m b ) RT ( 考虑 1mol 气体 ) p pi RT Vm b
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长春理工大学 （二） 理想气体物态方程 从玻意耳定律、查理（Charles）定律及盖吕萨克（Gay-Lussac）定律，可知 一定质量的理想气体有
pV
m Mm
RT RT
令一摩尔气体的常量为R，则得 p V m= R T 式中 R = 8.31 J· mol-1· K-1，称为普适气体常量。
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工业中有很多应用固体扩散的例子。
例如渗碳是增加钢件表面碳成分，提高表面硬度的一 种热处理方法。 通常将低碳钢制件放在含有碳的渗碳剂中 加热到高温，使碳原子扩散到钢件的表面，并进一步向里 扩散。然后通过淬火及较低温度的回火使钢件表面得到极 高的硬度和强度，而内部却仍然保持低碳钢的较好的韧性。 又如在半导体器件生产中，使特定的杂质在高温下向 半导体晶体片表面内部扩散、渗透，从而改变晶片内杂质 浓度分布和表面层的导电类型。
微观描述方法 在于它在数学上遇到很大的困难， 的局限性： 由此而作出简化假设（微观模型） 后所得的理论结果与实验不能完全 符合。 • 热力学基础
3、热物理学
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• 统计物理学的初步知识
• 液体、固体、相变等物性学
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第一章：温度
§1 .平衡态 状态参量
一、热力学系统
热力学系统（简称系统）：被确定为研究对象的物体 或物体系，或热学所研究的对象。 外界：系统边界外部 孤立系统：与外界既不交换物质又不交换能量的系统 封闭系统：与外界不交换物质但可交换能量的系统 开放系统：与外界既交换物质又交换能量的系统 热力学与力 2012-7-11 学的区别
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T ( p ) 273 . 16 K lim
T(p) 374.0
p p tr
p tr 0
（体积不变）
O2 空气 N2 H2
T(p)=373.15K
373.2 373.0 200 400 600
800 1000
Ptr/(133.3224Pa)
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C V
2
......
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第二章：气体分子 运动论的基本概念
§1 .物质的围观模型
一、物质的微观模型
1、物质是由大量的微粒（原子或分子）组成
物质由大量微粒所组成的论点是指宏观物体是 不连续的，它由大量分子或原子（离子）所组成。
很多现象能说明这一特征。例如气体易被压缩； 水在40000atm的压强下，体积减为原来的1/3； 以20000atm 压缩钢筒中的油，油可透过筒壁渗出。
(3)自发过程的终点；
(4)热动平衡
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2、非平衡态
在自然界中，平衡态是相对的、特殊的、局部 的与暂时的，不平衡才是绝对的、普遍的、全局的 和经常的。 三、热力学平衡
无热流：热学平衡条件，系统内部温度处处相等。
热力学呈 现平衡态 的条件
无粒子流：力学平衡条件，系统内部各部分之间、系 统与外界之间应达到力学平衡，通常情况下反
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2、物体内分子在永不停息的做无规则运动，其剧 烈程度与温度有关。
物质不仅由大数分子组成，而且每个分子都在作杂 乱无章的热运动。这一性质也可由很多事实予以说 明，这里仅介绍扩散与布朗运动。 •扩散（diffusion） 气体和液体中的扩散现象是分子热运动所致。固 体中的扩散现象通常不大显著，只有高温下才有明 显效果。 因温度越高，分子热运动越剧烈，因而 越易挤入分子之间。
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§3 气体的状态方程(equation of states) 一 气体的物态参量(宏观量)
1 压强 p ： 力学描述
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p ,V , T
单位: 1 Pa 1 N m 标准大气压: 45 纬度海平面处, 0 C 时的 5 大气压. 1 atm 1 .01 10 Pa 2 体积 V : 几何描述 单位: 1 m 10 l 3 温度T : 热学描述
映为压强处处相等。
化学平衡：化学平衡条件，即在无外场下系统各部分的化
学组成应是处处相等。 2012-7-11 可以用P、V、 T图来表示。只要上述三个条件一个得不到满足，就是 非平衡态，不能用P、V、T图来表示。
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§2 温度 一、温度
日常生活中，常用温度来表示冷热的程度 在微观上，则必须说明，温度是处于热平衡系统的微观粒 子热运动强弱程度的度量
热力学参量：压强、体积、温度等 热力学的目的：基于热力学的基本定律 力学的目的：基于牛顿定律（力学参量）
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二、平衡态和非平衡态 1、 平衡态的定义：在不受外界条件影响下， 系统宏观性质不随时间变化的状态，这种状态称 为平衡态（equilibrium state）. 平衡态的特点: (1)单一性 ( p ， T 处处相等)； (2)物态的稳定性—— 与时间无关；
pV ( 1 2 n ) RT
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混合理想气体分压定律：
p 1
RT V
2
RT V
n
RT V
p1 p 2 p n
式中的 p1, p2, …, pn分别是在容器中把其它气体都 排走以后，仅留下第i (i=1,2…，n) 种 气体时的压强， 称为第i 种气体的分压 。 这是英国科学家道尔顿（Dalton）于1802年在实 验中发现的。它与理想气体方程一样，只有在压强趋于 零时才准确地成立。
通用 情况
国际通用
K
C F
T
t
0
-273.15 -459.67
273.15 273.16 373.15 T=T
0.00 32.00 0.01 32.02 100.00 212.00
0
摄氏温标 华氏温标
2012-7-11 兰氏温标
t
0
C
T K
273 . 15
国际通用
t F
9 T 459 . 67 5 K
a
设Δ k指每一个分子进入 界面层时平均动量减少 量
p i [单位时间内碰撞在单位
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面积上平均分子数
] 2k
1 6
nv 2k
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k Kn , pi 1 3 n v Kn ( NA Vm ) v (
2
K 3
)
a Vm
若气体质量不是1 mole而是 m，气体摩尔质量是Mm ,并把 m / Mm 称为气体物质的量（即摩尔数）， p V m = (m / Mm )RT ，这就是理想气体物态方程。 能严格满足理想气体物态方程的气体被称为理想气体，这是 2012-7-11 从宏观上对什么是理想气体作出的定义。
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图画出了某些气体在温度不变时pV 随 p 变化的实验曲线。 玻意耳-马略特定律：由图可见，在T 不变时，不同气体的 pV 都随p→0而趋于同一极限，即pV = C ,这是英国科学家玻意耳 （Boyle）于1662年及法国科学家马略特（Mariotte）于 1679年 先后从实验上独立建立的定律。
热
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学
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热学发展规律简史 研究对象及方法 总论
量热与量温 热传递的一般规律
热力学平衡态的特征及充要条件
热力学第零定律、温度和温标 理想气体定律和状态方程 分子运动论 （微观理论） 1、分子运动论的实验 基础及基本论点； 2、理想气体分子运动 的规律（平衡态）； 3、理想气体内迁移规 律（非平衡态）。 热学理论的应用 （物性学） 1、实际气体、 液体、固体的基 本性质； 2、一级相变特 征及基本规律。
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单位: K(开尔文).
T 273 t
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长春理工大学
二 理想气体物态方程
（一 ） 气体的实验定律 只要在足够宽广的温度压强变化范围内进行比较精 细的研究，就可发现，气体的物态方程相当复杂，而且 不同气体所遵循的规律也有所不同。