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理想气体的压强趋于零吗? 精选

已有 2344 次阅读 2019-9-18 22:35 |个人分类:大学教育|系统分类:教学心得| 物理学, 热力学, 理想气体

本学期继续贩卖“热力学与统计物理”,对象主要时2017级物理专业的本科生。刚开锣就有学生通过网络就提出了一个问题。这个问题非常好!短短几分钟的交流,学生就充分理解其中的奥妙。喜不自胜,特此分享。

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依汀  15:30:45
图1.JPG
老师你ppt上面这个p→0这个条件我没懂。
老师  15:56:59   好问题!
依汀  15:59:04
图2.JPG
理解不了p→0这个条件。是不是因为这个图?
老师  16:02:50  你要理解这个问题,需要清楚区分两个点。第一点是实际气体如何过渡到理想气体,或者说实际气体什么条件下能由理想气体来描述;第二点是,理想气体中的压强变化的的范围!第二张图,说明了第一点。也就是任何实际气体,在低于一定的压强时,压强越低,理想气体就越来越接近实际气体,反之亦然。再回到理想气体,就是一个理想模型。在这个模型中,脱离了它的来源,压强可以趋于无限。
依汀  16:07:57 
压强趋于p→0我懂了,趋于无限又是怎样的情况呢?
老师  16:08:52 一位平常的老师,往往会教出天才的学生。

理想气体模型,脱离它的实验上的来源,不仅可以独立于“母体”而存在,甚至可以更加有意义。一方面这里的压强,理论上可以趋于无限;另外一方面,理想气体模型可以对有限压强下的气体的性质进行很好的描述。

依汀  16:09:53
哦意思是如果脱离实际就理想气体的话从0到无限都是对的,是吗?
老师  16:10:51 对!理想气体在全部压强区间内都满足热力学的基本原理!
依汀  16:11:05
ok,多谢老师!

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尽管仅仅是一个入门级问题,能被发现后清晰地提出来,而且发现者能马上解悟,真是弥足珍贵!

从这个问题中完全可以引申出一些有一定深度的思考,例如:

1,理论上的无限大、无限小、零、整数以及它们和实验的比较的问题;

2,如何从实际中认知并抽象出无限大、无限小、零、整数?并反过来在实际的有限中和理论上的无限对应起来?

3,理想气体能是否适用于绝对零度附近?

聪颖的学生!明快的老师!

金课的范例!高效的教育!

爽!



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