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热力学温标与理想气体温标为何一致? 《张朝阳的物理课》再谈热力学

时间:2022-03-08 12:16:10

 

来源:中国网科技

3月6日12时,《张朝阳的物理课》第三十四期开播。搜狐创始人、董事局主席兼CEO张朝阳坐镇搜狐视频直播间,继续探讨热力学。

张朝阳首先带着网友复习上节课的内容,指出推导中蕴含了热力学温标与理想气体温标一致的假设。在气体的内能只与温度有关的前提下,通过使用热力学温标的定义式,导出压强P与热力学温标T的关系,从而证明热力学温标与理想气体温标的一致性。

“我们热力学没学好,还是要继续学一学。”张朝阳开场介绍,“物理课不是简单的科普,是基于推导和计算的学习过程。”他强调,“用数学公式来表达,能让我们更加深刻地理解物理是什么。”直播过程中,他还多次感谢来自清华大学和中科院的博士生团队对《张朝阳的物理课》的帮助。

“下周五,将有重大的、线下的一次物理课,依然在中午12点,我会讲《相对论》,讲质能公式,还会有神秘嘉宾加入。”他预告下周五的课程安排,同时提醒网友不必来现场,可以下载搜狐视频,在线看直播。

截至目前,《张朝阳的物理课》已直播三十多期。张朝阳先是从经典物理学开始,科普了牛顿运动定律与能量动量守恒;讲解机械振动与波动方程并计算空气中的声速,顺便讨论与此相关的理想气体状态方程和能量均分定理。尔后从经典物理的“两朵乌云”说起,向近现代物理过渡,包括由黑体辐射研究引出的维恩、瑞利-金斯、斯特潘、普朗克等系列公式;由电磁学和时空性质引发的相对论议题,如洛伦兹变换、尺缩钟慢、质能关系、粒子衰变等。

此后逐步进入量子力学领域,从基础的薛定谔方程、算符对易关系、不确定性原理等理论内容,到无限深势阱、氢原子波函数、原子能级与简并等基础模型,再到谐振子量子化、分子振转光谱、自由度的冻结、气体定容比热的温度阶梯等更加具体实用的案例。内容丰富、覆盖广泛,理论公式由浅入深、繁简交融,研究对象由小到大、由少到多,从单电子原子到多电子原子、多原子分子,再到由众多粒子组成的宏观物质,实际上已经逐渐进入到统计物理学领域。接下来的玻尔兹曼分布、麦克斯韦速度分布律等,也就顺势引入,顺理成章。

从三十多期的物理课可以看出《张朝阳的物理课》的直播风格,通过观察日常生活现象、用网友比较熟悉的话题来提升兴趣,再以公式推导的方式解释其背后的物理原理,“透过现象看本质”,进而反过来解决生活中的类似问题。

该课程于每周周五、周日12时在搜狐视频直播。同时,网友可以在搜狐视频“关注流”中搜索“张朝阳”,观看往期完整视频回放。

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