第六章热力学基础6 – 1 气体物态参量 平衡态 理想气体物态方程
物理学的第 三 次大综合
物理学的第三次大综合是从热学开始的，涉及
到 宏 观与 微 观两个层次,
宏观理论热力学的两大基本定律, 第一定律,即
能量守恒定律 ; 第二定律,即熵增加定律,
科学家进一步追根问底,企图从分子和原子的微
观层次上来说明物理规律,气体分子动理论应运而生,
玻尔兹曼 与 吉布斯 发展了经典统计力学,
热力学与统计物理的发展,加强了物理学与化学
的联系,建立了物理化学这一门交叉科学,
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研究对象
热运动, 构成宏观物体的大量微观粒子的永不
休止的无规运动,
热现象, 与温度有关的物理性质的变化。
单个 分子 — 无序、具有偶然性、遵循力学规律,
研究对象特征
整体 （大量分子） —服从统计规律,
宏 观量,表示大量分子集体特征的物理量（可直
接测量）,如 等,TVp,,
微 观量,描述个别分子运动状态的物理量（不可
直接测量），如分子的 等,v?,m
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宏 观量微 观量 统计平均
研究方法
1,热力学 —— 宏 观 描述
实验经验总结,给出宏观物体热现象的规律，
从能量观点出发，分析研究物态变化过程中热功转
换的关系和条件,
1） 具有可靠性；
2） 知其然而不知其所以然；
3） 应用宏观参量,
特点
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2,气体动理论 —— 微 观描述
研究大量数目的热运动的粒子系统，应用模
型假设和统计方法,
两种方法的关系
气体动理论热 力学 相辅相成
1） 揭示宏观现象的本质；
2） 有局限性，与实际有偏差，不可任意推广,
特点
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一 气体的物态参量及其单位 （ 宏观量 ）
TVp,,
1 气体压强,作用于容器壁上
单位面积的正压力（ 力学 描述）,
p
单位,2mN1Pa1 ???
2 体积, 气体所能达到的最大空间（ 几何
描述）,
3333 dm10L10m1 ??
V
单位：
Pa10013.1a t m1 5??
标准大气压,纬度海平面处,时的大气压,?45 C0?
3 温度, 气体冷热程度的量度（ 热学 描述）,T
tT ?? 15.273单位：温标 （开尔文）,K
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TVp,,
TVp,,''
真 空 膨 胀
二 平 衡 态
一定量的气体,在不受外界的影响下,经过
一定的时间,系统达到一个稳定的,宏观性质不随
时间变化的状态称为平衡态,（理想状态）
p
Vo
),,( TVp
),,( '' TVp
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平衡态的特点
),,( TVp
p
V
),,( TVp*
o
1） 单一性（ 处处相等） ;
2） 物态的 稳定性 ——与时间无关；
3） 自发过程的终点；
4） 热动平衡（有别于力平衡）,
Tp,
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三 理想气体物态方程
物态方程：理想气体平衡态宏观参量间的函数
关系,
11 Km o lJ31.8 ?? ???R摩尔气体常量
2
22
1
11
T
Vp
T
Vp ?对一定质量的同种气体
RTMmpV ?
理想气体
物态方程
理想气体宏观定义,遵守三个实验定律的气体,