力學是一門使化學專業的中學生學會系統地研究和處理由大量微觀粒子組成的體系(氣體、液體、固體)的熱化學性質的課程。 本課程通過對一些基本化學現象的介紹和分析,表明服從統計規律是由大量粒子組成的系統的基本特征。 本課程系統全面地介紹了應用統計學處理多粒子系統的基本概念和微觀方法。 課程還介紹了通過實驗觀察總結熱力學基本定理和基本概念的宏觀技巧。 力學課程的主要內容包括:平衡態和狀態多項式,熱力學第零定理和濕度,熱力學第一定理,熱力學第二定理及其與現代科學發展(如宇宙學)的關系,輸運過程二氧化碳和主要定律,理想二氧化碳的微觀模型,麥克斯韋速度和速度分布定律,粒子按高度分布和玻爾茲曼分布分子熱運動速率分布圖,能量按自由度均分定律,統計解釋和熵熱力學第二定律,二氧化碳輸入輸運性質的微觀解釋,蒸氣-氣體相變分子熱運動速率分布圖,第一類和第二類相變,分子力和非理想二氧化碳等。
課程大綱
一、溫度與基本熱現象
1.平衡態熱電阻; 2、溫度和溫標常用的幾種溫度計; 3. State ideal 理想二氧化碳狀態多項式
2.氣體分子動力學理論的基本概念
1、物質的微觀模型; 2. 理想二氧化碳的微觀機理 理想二氧化碳的浮力公式; 3、理想二氧化碳分子的平均動能和體溫的微觀解釋
3、氣體分子熱運動速度和能量的統計分布規律
1、氣體分子的速度分布規律; 2、氣體分子速度分布的實驗測定; 3.麥克斯韋速度分布定律; 4.玻爾茲曼分布定律粒子在重力場中根據高度分布; 5. 能量按自由度分布 6. 氣體的內能、理想二氧化碳的內能和經典潛熱理論的缺陷
4、氣體中的輸送過程
1、氣體分子的平均自由程; 2、粘性的宏觀規律及其微觀解釋; 3、擴散與熱傳導; 4.真空技術簡介
5.熱力學第一定律
1.熱力過程中的功和熱; 2.傳熱; 3.狀態函數的內能熱力學第一定理; 4、準靜態工藝; 5.熱容焓; 6. 熱力學第一定理在理想二氧化碳中的應用; 7. 循環過程和卡諾循環; 8、熱機與制冷機的工作循環
6.熱力學第二定律
1.熱力學第二定理; 2、實際宏觀過程的不可逆性; 3. 卡諾定律; 4、熱力學溫標; 5、熵減原理; 6.熱力學第二定理的統計意義
七、扎實
1.晶體的空間點陣; 2、晶體中粒子的結合力和結合能; 3、固體熱運動和熱膨脹的潛熱
8.液體
1.液晶微觀結構; 2.液體的整體性質; 3、液體的表面張力; 4、球形液面內外浮力的區別; 5.毛細作用
九、相變
1. 單元體系中一級相變的普遍特征蒸發和沸騰飽和蒸氣壓; 2. 克拉珀龍多項式; 3. 氣固相變; 4.范德瓦爾斯等溫線與狀態多項式; 5.固氣相變; 6.固液相變單相圖
力學課教材學習用書
《散熱教程》
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“熱的”
趙凱華