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长春师范学院学报(自然科学版).大学物理与中学物理“热学”内容对比及衔接

更新时间:2024-02-24 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

教材安排上有两部分主要突出统计思想、统计方法和“波动”的必然性。 内容包括热力学第零定律、理想气体的状态方程、理想气体的压力、温度的微观意义、自由度能量均分定理、理想气体的内能、麦克斯韦速率分布定律、真实气体、平均碰撞频率和平均自由程第二部分是热力学基础知识,以热力学第一定律和热力学第二定律为主线,介绍内能、熵等状态函数和他们简单的应用程序。 内容包括准静态过程、热力学第一定律及其在理想气体当量过程中的应用、绝热过程、循环过程、卡诺循环、热力学第二定律及其本质、统计意义、熵以及熵增原理教学内容安排:大学物理的热学内容不包括物理性质(固体、液体、相变)的理论。 大学物理和中学物理都采用先微观后宏观的结构方法,具有加深对基本规律认识的作用。 但大学物理知识体系的排列比中学物理更加系统,以研究方法和研究成果为主要线索进行排列。 虽然大学物理和中学物理的“热科学”内容存在一定的重复,但中学物理是大学物理学习的基础,是理论提升的螺旋式提升。 教学中必须顺利实现新旧知识的迁移和拓展 康冬梅(1962 从事大学物理及物理实验教学与研究 211 气体动力学理论基本概念和规律的比较分析 21111 热力学系统、平衡态与状态参数平衡态是热理论中一个非常重要的概念。U5U物理好资源网(原物理ok网)

大学物理和中学物理基本讲解平衡态理论,讨论由大量粒子组成的宏观物体,主要研究平衡状态下理想气体的性质。 中学物理教科书和大学物理教科书对“热科学”中研究的系统、系统状态以及描述系统状态的状态参数进行了详细的解释。 不同的是,中学物理没有提出理想气体微观模型 21112 压力和温度 压力是“热科学”的基本概念之一。 中学物理教材和大学物理教材都分析了压力的宏观意义和微观本质。 从宏观上看,压力是气体对容器壁单位面积施加的垂直力。 从微观角度看,压力本质上是大量气体分子对容器壁频繁碰撞的平均作用,具有统计显着性。 不同的是,中学物理教材只对压力的微观本质进行定性分析,而没有进一步进行数学上的定量讨论。 刚刚通过模拟实验论证了气体压力产生的机理物理概念高中全部知识点,得出气体压力的大小与两个因素有关,即分子的平均动能和分子的密度。 其次——吕萨克定律给出了微观的解释。 大学物理教科书以理想气体为研究对象。 他们首先对压力产生的原因进行了定性分析,讨论了决定压力的三个因素(分子速度、分子动量μv、分子数密度)。 然后他们根据力学定律和统计平均方法定量推导出理想气体。 气体压力公式温度是热科学中用来描述系统状态的独特宏观状态参数。 中学物理教材和大学物理教材都从宏观意义和微观本质来分析温度。U5U物理好资源网(原物理ok网)

温度的一个普遍的宏观性质,通过热力学第零定律的表述给出了严格而科学的定义,即温度对于单个分子来说是没有意义的。 不同的是,中学物理课本分析比较了100种不同情况下氧分子的速度分布。 物体中分子的平均动能是相同的。 由于不同物体的分子质量不同,在温度相同的情况下,不同物体分子的平均速度也不一定相同。 然而,大学物理教科书使用压力公式具有统计显着性。 因此,《21113系统内能》中学物理教材和大学物理教材指出,热力学系统的内能是系统中分子热运动的动能和分子间相互作用的势能之和。 一般来说,当系统的温度和体积发生变化时,一切都会发生相应的变化。 不同的是,大学物理教材在中学物理的基础上进一步讨论了平衡气体分子所遵循的重要定律——能量按自由度均分定理。 在此基础上,讨论了理想气体的内能问题。 21114 状态方程 状态方程 是表示气体平衡状态三个参数之间函数关系的方程。 中学物理教科书和大学物理教科书都分析和讨论了气体压力、体积和温度之间的关系,并给出了理想气体所遵循的实验定律,即波义耳定律、查尔斯定律和盖-吕萨克定律。 在此基础上推导出理想气体的状态方程。 不同的是,大学物理教科书在讨论实际气体时,21115气体分子的统计分布规律,统计方法是现代物理学的一个关键方法,是从气体分子运动的特点出发的。 大量分子的运动遵循一定的统计规则。 。U5U物理好资源网(原物理ok网)

两者不同 100 两种不同情况下每个速率区间内分布的分子数占分子总数的百分比。 由此得出,100个氧分子的速度呈“中间多、两端少”的分布。 分子根据速度呈正态分布。 大学物理教材利用高尔顿板实验等反映统计规律的典型随机事件来说明分布函数、统计规律等概念,比较系统地介绍统计知识。 在此基础上,引入了平衡状态下气体分子速度所遵循的定律——麦克斯韦速率分布定律dN,推导出气体分子的三种统计速率,即最似然速率、平均速率和均方根速率。 最后讨论了分子碰撞频率和平均自由程212热力学基本概念和定律的比较分析21211。热和内能是热力学涉及的三个基本概念。 中学物理课本和大学物理课本都对功、热和内能以及它们之间的关系进行了简要说明,即内能是系统状态的函数。 系统内能的变化是其与外界相互作用的结果。 这种相互作用可以概括为两种形式:功(有宏观位移)和传热(无宏观位移但有温差)。 两者的区别在于,中学物理只是从理论开始。 简单分析了功与内能、热与内能之间的关系,没有对三者进行数学量化。 大学物理教材以中学物理为基础,定量讨论功、热、内能。 首先引入准静态过程的概念,利用系统平衡时的性质来研究过程的规律。 关于功的计算物理概念高中全部知识点,仅讨论准静态过程中的体积功pdV。则U5U物理好资源网(原物理ok网)

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