玻意耳定律的统计证明

玻意耳定律是理想气体在等温过程中的宏观性质反映,其实质是热力学系统的大量分子在准静态等温过程中做无规则热运动的统计结果.文章用气体分子动理论和理想气体分子模型,运用麦克斯韦速度分布律进行了严格的证明,以便帮助学生从微观的角度更深层次地理解玻意耳定律.     

玻意耳定律的统计证明

玻意耳定律是理想气体在等温过程中的宏观性质反映,其实质是热力学系统的大量分子在准静态等温过程中做无规则热运动的统计结果.文章用气体分子动理论和理想气体分子模型,运用麦克斯韦速度分布律进行了严格的证明,以便帮助学生从微观的角度更深层次地理解玻意耳定律.     

《气体分子运动论》教学探讨

气体分子运动论是关于气体的微观理论。它以宏观物体的分子——原子结构假设和分子的运动假设为基础,运用统计方法,解决与揭示气体宏观规律的本质;确定宏观量与微观量之间的关系。具体说来,就是要揭示宏观量压强、温度、内能的微观本质;解释气体的一些实验定律(阿伏伽德罗定律;波义耳定律;查理定律;盖·吕萨克定律;道尔顿分压定律等);阐明气体分子热运动的三条统计规律(气体分子热运动动能的统计规律——能量按自由度均分原则;气体分子速率的统计分布规律——麦克斯韦分布律;气体分子碰撞频率的统计规律——分子的平均碰撞次数和平均自由程)。     

关于内能概念的教学研究

“内能”是热学的基本物理量之一,也是一个基本的热力学函数。在普通物理热学中应将“内能”作为一个教学重点,不仅在热力学第一定律部分要讲清楚内能概念的引入,定义(宏观和微观两个方面),它与热量、热能的关系,还要善于把“内能”贯穿到热学和分子物理学的教学中去。这是因为,热力学是从能量观点出发来研究宏观物体热性质的,热力学第一和第二定律所揭示的都是能量传递和转化所必须遵从的规律。但是,热力学所研究的宏观物体热性质,还必须用分子物理学的观点和方法加以分析,才能了解其本质。以下从五个方面:内能宏观定义的教学;内能微观定义的教学;热力学第二定律中有关内能的教学;固体的内能;相变时转变热的分析谈谈我们在有关内能概念教学中的点滴体会。内能概念分为宏观和微观两个方面,这种区分正体现了热学理论中按照研究观点和方法的不同分为宏观理论和微观理论两个部分一样。     

有限重力场中理想Fermi气体的弱简并特性

研究有限重力场中弱简并理想费米气体的热力学性质.采用Thomas-Fermi半经典近似方法,从有限重力场中理想费米气体的状态密度出发,给出系统的化学势、内能和压强解析表达式,分析重力场对弱简并理想费米气体热力学性质的影响.结果表明,有限重力场的存在使弱简并理想费米气体热力学量出现一个附加的修正项.     

热力学第一定律的微观阐释

以近独立单原子分子理想气体系统为研究对象,对热力学第一定律进行了微观阐释.     

T→±∞时是否存在新的热力学定律

本文讨论T→±∝时是否存在新的热力学定律问题。指出某些作者所提出的所谓新的热力学定律可由已有的热力学定律导出,因而不是新定律.此外,本文还从热力学第二定律导出了系统可出现负温度的条件。     

谈谈温度

本文以热力学第零定律为基础从两个不同角度去建立和认识温度的科学定义。对温度的测量着重分析几种常见的温标。最后以气体分子运动学说为依据揭示出温度的微观本质,从而得到一个较为完整的温度概念.     

重整热力学理论的方案

"热寂说"是热力学第二定律的宇宙学推论,由于涉及到宇宙未来、人类命运等重大问题,引起了科学界和哲学界一百多年持续不断的争论。本文从重力场影响介质温度分布出发,研究系统处于外力场中的热力学规律,给出重整热力学理论的方案,该方案涉及到热力学第二定律、第零定律、热流定律。重整后的热力学定律更具普适性。     

关于熵函数的教学方法探讨

在热力学第一定律的基础上,应用全微分定理引入熵的概念,导出热力学第二定律的数学表达式——克劳修斯不等式,从宏观和微观两个方面论述了熵的物理意义。     

瓦斯爆炸极限及其热力学分析计算

本文运用热力学第二定律,从单组分气体爆炸反应出发,借助于耗散结构理论,建立了熵产生与爆炸极限的关系,进一步推导出了单组分气体爆炸极限的计算公式并推广至计算多组分混合气体爆炸极限的计算公式.计算结果与实测值相近.本文旨在为瓦斯防治工作提供较全面的定量理论依据.     

谈玻耳兹曼关系

<正> 克劳修斯在1864年把态函数熵(以 S 表示)引进热力学,从而使热力学第二定律有了高度概括的数学表示.到1896年,玻耳兹曼又将系统的熵与组成系统的微观粒子的可能微观态数 W 联系起来,建立了著名的玻耳兹曼关系,即S=Kl_nW(K 为玻耳兹曼常数 K=1.38×10~(-23)J/K)从而对函数 S 的认识更加深刻.本文想就玻耳兹曼关系的意义做一些讨论     

物理化学中“统计热力学”的教学探讨

从教学研究角度出发，以最可几分布和平衡分布，总微观状态数和最大微观状态数，热力学函数和分子配分函数三组概念为主线，推导出热力学宏观性质与系统微观性质的函数关系．     

近独立粒子系轻度偏离平衡态概率分布问题研究

近独立粒子组成的孤立系统处于统计平衡态时,系统可能处于热力学平衡态,也可能偏离热力学平衡态,出现非热力学平衡态.不同的宏观状态(或分布)所包含的微观状态对宏观物理量的贡献是不同的.对系统不同分布的热力学概率进行了研究,获得了系统轻度偏离平衡态的概率分布规律,从而揭示出系统处于统计平衡态时宏观性质不随时间变化的物理本质.     

用于Poiseuille等微槽道流的Boltzmann模型方程算法研究

基于MEMS微尺度流动特点, 将气体运动论统一算法推广应用于Poiseuille等微槽道流动计算研究, 发展可用于微流动问题的气体运动论边界条件数学模型及数值处理方法, 以不同Knudsen数的Couette剪切流、热对流以及Poiseuille等短微槽道流为研究对象进行初步计算验证, 通过将本文计算结果分别与基于微观分子颗粒输运的类DSMC模拟值、基于宏观流体力学的滑移N-S解、基于气体分子动力论的BGK-Burnett数值解及线化Boltzmann近似分析解 等的比较分析, 显示出发展的连接宏观流体力学与微观分子动力学的介观Boltzmann简化速度分布函数方程数值算法能很好地揭示近连续滑移、过渡流区气体流动现象和微弱流动变化细节, 并能较好地适应于微槽道流动问题计算研究, 可望发展起新型的模拟MEMS微槽道流动和传热问题气体运动论数值计算方法.     

气体实验三定律的统计证明

从气体分子动理论和理想气体分子模型的角度，运用麦克斯韦速度分布律对大学物理课程中的玻意耳定律、查理定律和盖·吕萨克定律三个实验定律进行了统计证明．     

气体的压强和重量的关系

气体对某一个面的压强,简称为气体的压强。气体的重量等于组成气体的所有气体分子重量的总和。本文将在阐明气体压强微观本质的基础上,应用玻耳兹曼分布律,讨论同气体的压强和气体的重量有关的三个问题:(1)大气压和大气层的重量有什么关系?(2)为什么能够称出容器中气体的重量?(3)阿基米德定律为什么也适用于气体?     

以范德瓦耳斯气体为工质的卡诺循环效率的计算

本文从内能关系式与热力学第一定律出发，以范德瓦耳斯气体为工质，计算了可逆卡诺循环效率．结果表明，它完全符合卡诺定理的论述．     

二元混合气体玻耳兹曼方程式的一种模型方程式

本文提出一种二元混合气体玻耳兹曼方程式的模型方程式。此模型方程式满足宏观的质量、总动量和总能量守恒方程式，满足Ｈ定理，并且在分子流和粘性流两个极限情况下给出与玻氏方程式相同的解答。因此可以近似地用此模型方程式代替玻氏方程式讨论介于分子流和粘性流之间的过渡区的气体运动情况。     

具有长短程相互作用势的一维气体统计力学理论

本文提出较为合理的一维气体模型，并在宏观系统，分子平均占有和蔗固定情况下，计算了态方程和热力学函数。