2022-2023学年高二物理 状态函数 竞赛课件 (共11张PPT)

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2022-2023学年高二物理 状态函数 竞赛课件 (共11张PPT)

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状态函数
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1. 状态函数 (state function)
描述体系的性质,其数值仅取决于体系所处的状态,而与体系的历史无关;它的变化值仅取决于体系的初始状态和终态,而与变化的途径无关。
具有这种特性的物理量称为状态函数。
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2. 状态函数的特性
值变相等、异途同归、周而复始、数值还原:
对于定量且可以组成不变的均相体系,系统的状态确定了,其他任何热力学函数的值也必定有确定值。
与变化的途径过程无关。
微变循环积分为零。
状态函数在数学上具有全微分的性质。
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由全微分定理可以演化出如下两个重要关系:
令: 则有:
说明微分次序不影响微分结果,上式称为尤勒尔规则。
从数学的隐函数F(x,y,z)=0,可得:
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常用状态参量:
几何参量(长度、面积、体积、形变等):V
力学参量(力、压强等):P
化学参量(浓度、摩尔数、化学势等):n
电磁参量(电场磁场强度、电极化强度、
磁化强度等):E
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二、物态方程
1. 物态方程 :对于简单的热力学系统,温度态函数和状态参量之间的函数关系称为物态方程。
气体、液体和各向同性固体等简单系统的物态方程一般形式为:
f (P,V,T) = 0
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几个与物态方程有关的物理量:
1. 体胀系数 :
物理意义:在压强保持不变的条件下,温度升高1 K 所引起的物体体积变化的百分率。
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2. 压强系数:
物理意义:在体积保持不变的条件下,温度升高1 K 所引起的物体压强变化的百分率。
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3. 等温压缩系数:
物理意义:在温度保持不变的条件下,增加单位压强所引起的物体体积变化的百分率。
注意:温度不变时,体积随压强的增大减小,kT为正值。
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这几个物理量之间满足:
由于P、T、V三个变量之间存在函数关系,其偏导数之间将存在下述关系
= T p
作业

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