热学教案1
热学知识教案：教你认识热力学基本概念
热学知识教案：教你认识热力学基本概念一、教学目标1. 让学生了解热力学的基本概念，理解热量、内能、温度等基本物理量的定义及它们之间的关系。
2. 使学生掌握热传递的两种方式：导热和对流。
3. 培养学生运用热力学知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 热量、内能、温度的定义及它们之间的关系。
2. 导热和对流的概念及其在实际中的应用。
三、教学重点与难点1. 热量、内能、温度三个基本物理量的定义及其相互关系。
2. 导热和对流的理解及其在实际问题中的应用。
四、教学方法采用讲授法、案例分析法和小组讨论法相结合，引导学生通过观察、思考、讨论，掌握热力学基本概念。
五、教学过程1. 导入：通过一个生活中的热现象，如热水袋加热，引发学生对热力学的好奇心，激发学习兴趣。
2. 新课导入：介绍热量、内能、温度的定义及它们之间的关系。
3. 案例分析：分析实际生活中的导热和对流现象，如烧水时水温的变化、暖气片的散热等。
4. 小组讨论：让学生分组讨论如何应用热力学知识解决实际问题，并分享讨论5. 总结与评价：对本节课的主要内容进行总结，并对学生的学习情况进行评价。
6. 作业布置：布置一些有关热力学基本概念的练习题，巩固所学知识。
六、教学活动设计1. 热量、内能、温度概念的理解：通过实验、动画演示等方式，直观地展示热量、内能、温度的概念，让学生更好地理解这三个基本物理量。
2. 导热和对流现象的观察：利用实验、图片等素材，让学生观察并理解导热和对流的现象。
3. 热力学应用案例分析：分析生活中的热现象，如烹饪、保暖等，引导学生运用热力学知识解决实际问题。
4. 小组讨论：组织学生进行小组讨论，分享彼此对热力学知识的理解和应用，互相学习，共同进步。
5. 课堂小结：对本节课的主要内容进行总结，加深学生对热力学基本概念的理解。
七、教学评价1. 课堂问答：通过提问的方式，检查学生对热量、内能、温度等基本概念的理解程度。
2. 案例分析报告：评估学生在案例分析环节中对热力学知识的运用能力。
大学物理热学讲课教案设计
一、教学目标1. 知识目标：（1）掌握热学的基本概念和基本规律；（2）理解热力学第一定律和热力学第二定律；（3）熟悉热传递的基本方式，如传导、对流和辐射；（4）了解气体动理论和热力学基础。
2. 能力目标：（1）培养学生运用热学知识解决实际问题的能力；（2）提高学生的实验操作技能和数据分析能力；（3）培养学生的科学探究精神和团队合作能力。
3. 情感目标：（1）激发学生对热学的兴趣，培养学生热爱科学的情感；（2）培养学生的社会责任感和创新意识。
二、教学内容1. 热学基本概念：温度、热量、比热、热能等；2. 热力学第一定律：内能、做功、热传递；3. 热力学第二定律：熵、热力学第二定律的表述；4. 热传递：传导、对流、辐射；5. 气体动理论：理想气体状态方程、压强、温度、体积之间的关系；6. 热力学基础：热力学系统、热力学过程、热力学平衡。
三、教学方法1. 讲授法：系统讲解热学基本概念、基本规律和热力学定律；2. 案例分析法：通过具体案例，引导学生分析问题、解决问题；3. 实验法：通过实验，验证理论知识，提高学生的实验操作技能和数据分析能力；4. 讨论法：组织学生进行课堂讨论，培养学生的科学探究精神和团队合作能力。
四、教学过程1. 导入新课：通过生活中的实例，引导学生关注热现象，激发学习兴趣。
2. 讲解基本概念：讲解温度、热量、比热、热能等基本概念，让学生理解热学的基本规律。
3. 讲解热力学第一定律：通过实例分析，让学生理解内能、做功、热传递之间的关系。
4. 讲解热力学第二定律：讲解熵的概念，分析热力学第二定律的表述，让学生理解热力学第二定律的意义。
5. 讲解热传递：通过实验演示，让学生了解传导、对流、辐射三种热传递方式的特点。
6. 讲解气体动理论：讲解理想气体状态方程，分析压强、温度、体积之间的关系。
7. 讲解热力学基础：讲解热力学系统、热力学过程、热力学平衡等基本概念。
8. 案例分析：通过具体案例，引导学生运用所学知识解决实际问题。
高中物理热学备课教案设计
高中物理热学备课教案设计课题：热力学基础学科：物理年级：高中课时：1课时教学目标：1. 了解热力学基本概念，包括热量、内能、热容等。
2. 掌握热力学基本定律，包括热传递、热平衡等。
3. 能运用热力学知识解决简单问题。
教学内容：1. 热力学基本概念：热量、内能、热容。
2. 热力学基本定律：热传递、热平衡。
教学重点：1. 热力学基本概念的理解和应用。
2. 热力学基本定律的掌握和运用。
教学步骤：一、导入（5分钟）1. 出示一个热力学实验，引导学生讨论热力学的概念和意义。
2. 提出本节课的学习目标，并激发学生的学习兴趣。
二、讲解（10分钟）1. 讲解热力学基本概念，包括热量、内能、热容的定义和计算方法。
2. 讲解热力学基本定律，包括热传递、热平衡的原理和应用。
三、实践（15分钟）1. 组织学生进行热力学实验，观察热传递、热平衡的现象。
2. 让学生根据实验数据计算热量、内能、热容等参数，并进行讨论。
四、总结（5分钟）1. 总结本节课的重点内容，强化学生对热力学基础知识的掌握。
2. 提出学生可能存在的问题，并指导学生继续深入学习。
五、作业布置（5分钟）1. 布置相关的课外阅读和练习题，巩固学生的学习成果。
2. 提醒学生按时完成作业，以便下节课进行复习和进一步学习。
教学反思：本节课通过引导学生参与实践活动，激发了学生的学习兴趣，并帮助学生巩固了热力学基础知识。
但是，在实践环节中，学生的合作能力有待提高，需要更多的组织和指导。
下节课将重点强化学生的实践能力和问题解决能力，帮助学生更好地理解和应用热力学知识。
「初中物理教案：热学基础」
「初中物理教案：热学基础」热学基础教案热学是物理学中的一门重要分支，它研究的是热量传递的原理和规律。
在初中物理教学中，热学基础是学生理解和掌握热学知识的前提。
本教案将围绕热学基础的核心概念展开教学，帮助学生深入理解热学的基本原理和应用。
一、引入1. 导入热学概念：向学生提问，什么是热量？热量是如何传递的？2. 引发思考：通过举例说明热量的传递方式，如食物加热、钢铁的传热等。
3. 引入研究热学的必要性：讨论为什么需要研究热学，如生活中的实际应用，工业发展等。
二、热量与温度1. 温度的定义与测量：引导学生理解温度的物理意义，温度计的工作原理和常用温度单位。
2. 热量与温度的关系：通过实验演示和讨论，引导学生了解热量与温度之间的关系，并探讨热平衡的概念。
三、热传递方式1. 热传递的三种方式：辐射、传导和对流。
结合实际生活中的例子，介绍每种热传递方式的特点和应用。
2. 热传递方式的差异：通过实验比较，让学生理解不同热传递方式的效率和传递速率，并探究其影响因素。
四、热量计算1. 热量的计算公式：讲解热量的计算公式及其中的物理意义。
引导学生运用公式计算具体的例子。
2. 实际问题的解答：通过实际问题的解答，帮助学生理解和运用热量计算公式，如物体受热后温度变化和热能转化问题。
五、温度变化规律1. 物体的热平衡：引导学生了解物体达到热平衡的特征和条件，以及温度的变化规律。
2. 热容和比热容：讲解热容和比热容的概念，并通过实验测量不同物体的比热容，说明不同物质的热性质差异。
六、热能转化与守恒1. 热能转化的方式：介绍热能转化的方式，如机械能、电能的转化。
引导学生理解能量守恒的原理。
2. 热能转化效率：讲解热能转化效率的概念和计算方法。
通过具体例子比较不同能源的转化效率。
七、实际应用1. 热学在生活中的应用：引导学生思考和讨论热学知识在日常生活中的应用，如空调、恒温饮水机等。
2. 热学在工业中的应用：介绍热学在工业中的重要应用，如制冷、电力等，让学生了解热学在工业发展中的重要性。
高中物理热学现象教案
高中物理热学现象教案课时安排: 2课时教学目标:1. 了解热学现象的基本概念和原理。
2. 理解热传导、热辐射和热对流的区别和联系。
3. 能够通过实验和观察，探究热学现象的规律。
教学重点:1. 热传导、热辐射和热对流的概念和区别。
2. 热学现象的实验探究。
教学难点:1. 各种热学现象之间的联系和相互影响。
2. 如何正确进行实验，观察和总结热学现象。
教学准备:1. 实验器材：热传导试验装置、热辐射实验器、热对流实验装置。
2. 实验材料：杯热水、铝棒、红外线检测器等。
教学步骤:第一课时:1. 概念讲解：介绍热学现象的基本概念和三种方式。
2. 实验演示：通过热传导试验装置展示热传导的过程，观察热传导的规律。
3. 小组讨论：讨论热传导、热辐射和热对流之间的联系和区别。
第二课时:1. 概念讲解：深入理解热辐射和热对流的概念，并与热传导进行比较。
2. 实验探究：通过热辐射实验和热对流实验，观察热辐射和热对流的特点和规律。
3. 总结讨论：总结各种热学现象之间的联系和相互影响，并讨论其在日常生活中的应用。
教学延伸:1. 研究各种材料的导热性能，并探讨其影响因素。
2. 探究太阳辐射对地球表面的影响，理解地球气候变化的原因。
教学反馈:1. 组织学生进行小测验，检验他们对热学现象的理解程度。
2. 鼓励学生积极参与讨论和分享实验心得，加深对热学现象的理解。
教学评价:1. 结合学生的表现和实验结果，对学生的理解能力和实验技能进行评价。
2. 鼓励学生提出问题和建议，帮助他们更好地理解和应用热学知识。
教学反思:1. 总结本课程的教学效果和存在的问题，为今后的教学提供参考。
2. 不断更新教学材料和内容，提高教学质量和效果。
大学物理热力学基础教案
大学物理热力学基础教案一、引言1.1 热力学的概念解释热力学是研究物质系统在温度、压力等条件变化时，其宏观性质如何变化的科学。
强调热力学在工程、物理等领域的应用重要性。
1.2 热力学的研究方法描述热力学通过实验和理论分析来研究物质系统的宏观性质。
介绍热力学的基本定律和理论模型。
二、热力学第一定律2.1 能量守恒定律解释能量守恒定律的内容，即在一个封闭系统中，能量不会凭空产生或消失，只能从一种形式转化为另一种形式。
通过示例或实验现象展示能量守恒定律的应用。
2.2 内能定义内能的概念，即系统内部所有分子和原子的动能和势能之和。
解释内能与系统温度、体积等参数的关系。
三、热力学第二定律3.1 熵的概念介绍熵的概念，即系统混乱程度的度量，熵值越大，系统越混乱。
解释熵与系统温度、分子运动等的关系。
3.2 热力学第二定律的表述表述热力学第二定律的不同形式，如熵增原理、卡诺定理等。
通过实际例子或图示展示熵增原理的应用。
四、热力学第三定律4.1 绝对零度的概念解释绝对零度是理论上最低可能的温度，即物质的熵为零的状态。
介绍开尔文温标与摄氏温标的关系。
4.2 熵与绝对零度解释熵与绝对零度之间的关系，即随着温度的降低，熵逐渐减小并趋近于零。
强调熵与绝对零度在热力学研究中的重要性。
五、热力学应用5.1 热机介绍热机的概念，即利用热能转换为机械能的装置。
解释热机的效率和热力学第二定律的关系。
5.2 热传递描述热传递的基本方式，包括导热、对流和辐射。
解释热传递的规律，如傅里叶定律、牛顿热传递定律等。
六、热力学状态方程6.1 理想气体状态方程推导理想气体状态方程PV=nRT，其中P 为压强，V 为体积，n 为物质的量，R 为理想气体常数，T 为温度。
解释理想气体状态方程在一定条件下的适用性。
6.2 物态方程介绍物态方程的概念，它是描述在不同温度和压力下，物质的状态（如固体、液体、气体）如何变化的方程。
举例说明物态方程在实际应用中的重要性。
大学热学教案
课程名称：热学授课对象：大学物理专业学生教学目标：1. 理解热学的基本概念和基本原理。
2. 掌握热力学第一定律和第二定律。
3. 能够运用热学知识解决实际问题。
4. 培养学生的科学思维能力和创新意识。
教学重点：1. 热力学第一定律和第二定律。
2. 热力学系统的状态方程和热力学势。
3. 热力学过程中的能量转换和守恒。
教学难点：1. 热力学第二定律的理解和应用。
2. 热力学势的物理意义和计算方法。
教学过程：一、导入1. 回顾高中物理中关于热学的知识，如热力学第一定律、比热容等。
2. 引出大学热学的概念和研究对象。
二、新课讲解1. 热力学第一定律- 介绍热力学第一定律的物理意义和数学表达式。
- 通过实例讲解如何运用热力学第一定律进行能量转换和守恒的计算。
2. 热力学第二定律- 介绍热力学第二定律的物理意义和克劳修斯表述、开尔文-普朗克表述。
- 通过实例讲解热力学第二定律的应用，如热机效率、制冷循环等。
3. 热力学势- 介绍内能、焓、自由能等热力学势的概念和物理意义。
- 讲解热力学势的计算方法和应用。
三、课堂练习1. 给出几个与热学相关的问题，让学生独立思考并解答。
2. 指导学生运用所学知识解决实际问题。
四、总结1. 回顾本节课所学内容，强调重点和难点。
2. 提醒学生课后复习，巩固所学知识。
五、作业布置1. 完成课后习题，巩固所学知识。
2. 预习下一节课的内容。
教学反思：1. 在教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动思考，提高学生的参与度。
2. 结合实际案例，帮助学生理解抽象的热学概念，提高学生的应用能力。
3. 注重培养学生的科学思维能力和创新意识，为学生的未来发展奠定基础。
高中物理必修一热学教案
高中物理必修一热学教案
课题：热学概念
教学目标：
1. 了解热学的基本概念和研究对象；
2. 掌握热学中常见的热力学过程及相关定律原理；
3. 能够应用所学知识解决实际问题。
教学重点和难点：
重点：热学的基本概念和热力学定律原理。
难点：理解热力学定律在实际问题中的应用。
教学准备：
1. 教材：高中物理教材《物理（必修1）》
2. 多媒体教学设备
3. 实验材料
教学过程：
一、导入（5分钟）
教师通过实例引导学生思考：为什么夏天的水热起来后会变成蒸汽？为什么有些物体感觉热，有些物体感觉冷？
二、讲解热学概念（10分钟）
1. 介绍热学的定义和研究对象；
2. 讲解热力学基本概念，如温度、热量、热容等；
3. 解释热学定律，如热传导定律、热辐射定律等。
三、展示实验（15分钟）
教师进行实验演示，让学生观察并记录实验现象，并通过实验验证热学定律原理。
四、讨论解析（10分钟）
1. 学生就实验现象展开讨论；
2. 教师指导学生运用所学知识解析实验现象。
五、练习和作业（10分钟）
教师布置相关练习题目，巩固学生对热学知识的掌握，同时布置作业，要求学生进一步拓展研究内容。
六、课堂总结（5分钟）
教师对本节课的重点内容进行总结，并提出下次课程安排。
【教学反思】
通过本节课的教学，学生对热学的基本概念有了初步了解，同时也对热力学定律有了更深入的认识。
在未来的教学中，应该进一步引导学生进行实验探究，让学生在实践中更好地理解和应用所学知识。
高中物理热学备课教案模板
高中物理热学备课教案模板一、教学目标：1. 理解热学的基本概念和热力学定律。
2. 掌握热量的传递方式和热平衡的条件。
3. 能够运用热学知识解决实际问题。
二、教学重点和难点：重点：热平衡的条件和热传递的方式。
难点：应用热学知识解决实际问题。
三、教学内容安排：1. 热学的基本概念和热力学定律。
2. 热量的传递方式和热平衡的条件。
3. 热学问题的计算和实际应用。
四、教学过程安排：第一节：热学的基本概念和热力学定律1. 师生互动，引入热学知识，让学生了解热学的研究对象和基本概念。
2. 讲解热力学定律，包括热力学第一定律和热力学第二定律的内容。
3. 练习题目，让学生掌握热力学定律的应用。
第二节：热量的传递方式和热平衡的条件1. 讲解热量的传递方式，包括导热、对流和辐射等方式。
2. 解释热平衡的条件，让学生了解热平衡是什么以及如何判断热平衡。
3. 练习题目，帮助学生掌握热量传递方式和热平衡条件的应用。
第三节：热学问题的计算和实际应用1. 案例分析，让学生运用热学知识解决实际问题。
2. 讨论热学在生活和工作中的应用，激发学生对物理学的兴趣。
3. 思考题目，让学生思考热学知识对环境保护和节能减排的重要性。
五、教学反馈及总结：1. 回顾本节课所学内容，让学生总结重点知识点。
2. 解答学生提出的问题，帮助学生消化和吸收知识。
3. 布置课外作业，巩固本节课所学内容。
六、教学资源准备：1. 教科书、课件、实验器材等教学资料。
2. 多媒体设备、投影仪等教学工具。
七、教学效果评估：1. 课堂表现评价。
2. 作业成绩评价。
3. 学生学习情况调查。
初中热学实验教案模板
初中热学实验教案模板一、课题：《热学实验》二、教学目标：（一）知识与技能：1. 学生能够理解热学的基本概念，如温度、热量和内能。
2. 学生能够通过实验观察和分析热学现象，掌握热传递和做功对物体内能的影响。
3. 学生能够使用温度计进行温度的测量。
（二）过程与方法：1. 学生通过实验观察和记录热学现象，培养观察和实验能力。
2. 学生通过分析实验数据，培养分析和解决问题的能力。
（三）情感态度与价值观：1. 学生通过参与实验和讨论，培养对科学的兴趣和好奇心。
2. 学生通过合作和交流，培养团队精神和沟通能力。
三、教学重点：1. 热学的基本概念。
2. 热传递和做功对物体内能的影响。
3. 温度计的使用方法。
四、教学难点：1. 热传递和做功对物体内能的影响的理解。
2. 温度计的正确使用方法。
五、教学过程：（一）引入新课：1. 复习：什么是温度？什么是热量？什么是内能？2. 提问：温度、热量和内能之间的关系是什么？（二）实验一：用温度计测量水的温度1. 实验目的：学会温度计的使用，测量水的温度，体会观察和测量的意义。
2. 实验器材：温度计、烧杯、冷水、热水。
3. 实验步骤：a. 观察温度计的零刻度线、量程和分度值。
b. 将温度计玻璃泡与热水充分接触，观察温度计的示数变化。
c. 待温度计示数稳定后进行读数，记录温度值。
4. 实验注意事项：温度计不能接触容器底部和壁，玻璃泡要全部浸没在液体中。
（三）实验二：热传递对物体内能的影响1. 实验目的：观察热传递对物体内能的影响。
2. 实验器材：铁块、热水、冷水、温度计。
3. 实验步骤：a. 将铁块放入冷水中，测量铁块的初始温度。
b. 将铁块放入热水中，观察铁块的温度变化。
c. 记录不同时间铁块的温度值。
4. 实验注意事项：热水和冷水的温度要有一定差距，确保热传递的发生。
（四）实验三：做功对物体内能的影响1. 实验目的：观察做功对物体内能的影响。
2. 实验器材：弹簧测力计、小车、砝码、温度计。
初中物理热学单元教案
初中物理热学单元教案教学目标：1. 了解热学的概念和基本原理；2. 掌握热传递的方式和热量计算；3. 理解物质的三态变化和相互转化；4. 能够运用热学知识解释生活中的现象。
教学内容：1. 热学的概念和基本原理；2. 热传递的方式和热量计算；3. 物质的三态变化和相互转化；4. 生活中的热学现象。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 引入话题：讨论冬天感觉冷的原因。
2. 学生回答：因为天气冷，温度低。
3. 教师总结：温度是表示物体的冷热程度，而热学就是研究物体温度变化和热能传递的学科。
二、热学的概念和基本原理（15分钟）1. 介绍热学的定义：热学是研究物体温度变化和热能传递的学科。
2. 讲解热能的概念：热能是指物体中大量做无规则运动的分子所具有的能量。
3. 解释温度和热能的关系：温度越高，物体内部分子的运动越剧烈，热能越大。
三、热传递的方式和热量计算（20分钟）1. 介绍热传递的方式：传导、对流和辐射。
2. 讲解热传递的条件：不同的物体或同一物体的不同部分存在着温度差。
3. 演示实验：通过实验观察热能的传递过程。
4. 讲解热量计算公式：Q=cm(t-t)，其中Q表示热量，c表示比热，m表示质量，t表示温度变化。
四、物质的三态变化和相互转化（15分钟）1. 介绍物质的三态：固态、液态和气态。
2. 讲解三态之间的相互转化：固态→液态（熔化）、液态→气态（蒸发）、气态→液态（凝固）、液态→固态（凝固）、气态→固态（升华）。
3. 演示实验：通过实验观察物质的三态变化过程。
五、生活中的热学现象（10分钟）1. 讨论生活中的热学现象，如热水袋、暖气、烹饪等。
2. 让学生举例说明热学现象的应用，并解释其原理。
六、总结和练习（10分钟）1. 教师总结本节课的重点内容，强调热学的概念、热传递方式和物质三态变化。
2. 布置练习题目，让学生巩固所学知识。
教学评价：1. 课堂讲解清晰，学生能够理解热学的概念和基本原理；2. 学生能够掌握热传递的方式和热量计算方法；3. 学生能够理解物质的三态变化和相互转化；4. 学生能够运用热学知识解释生活中的现象。
李椿 热学 教案(一)
教学目标：1. 了解热学的基本概念和原理2. 掌握热学中的重要公式和计算方法3. 能够应用热学知识解决实际问题教学重点和难点：重点：热学的基本概念、热力学定律、热力学过程和热力学系统等内容。
难点：热力学定律的理解和应用、热力学过程中的能量转化和热力学效率等概念的把握。
教学准备：1. 教师准备：熟悉相关知识，准备教学课件和实验材料。
2. 学生准备：预习相关知识，准备参与课堂讨论和实验操作。
教学过程：1. 引入热学概念通过实际例子引入热学的概念，让学生了解热学在日常生活和工程领域中的重要性和应用。
2. 热力学定律介绍热力学定律的基本原理，包括热力学第一定律和热力学第二定律，引导学生理解能量守恒和熵增加原理。
3. 热力学过程讲解等温过程、绝热过程、等容过程和等压过程等热力学过程的特点和计算方法，引导学生掌握热力学过程中的能量转化和热力学效率等概念。
4. 热力学系统介绍封闭系统、开放系统和孤立系统等热力学系统的特点和应用，引导学生理解系统与环境之间的能量交换和热力学平衡状态。
5. 实验操作进行与热学相关的实验操作，让学生通过实际操作和数据分析加深对热学知识的理解和应用。
6. 案例分析通过实际案例分析，引导学生应用热学知识解决实际问题，培养学生的综合分析和问题解决能力。
7. 总结回顾对本节课的重点内容进行总结回顾，梳理知识框架，强化学生对热学知识的掌握和应用能力。
教学方式：1. 教师讲授：通过讲解和示范引导学生理解热学知识。
2. 学生讨论：组织学生进行讨论和互动，激发学生学习兴趣和思维能力。
3. 实验操作：进行与热学相关的实验操作，加深学生对热学知识的理解和应用。
教学手段：1. 多媒体课件：利用多媒体课件辅助教学，呈现图文并茂的热学知识，使学生视觉和听觉得到双重刺激。
2. 实验设备：准备与热学相关的实验设备，让学生通过实际操作感受热学知识。
3. 教学实例：准备多个与生活和工程实际应用相关的教学实例，让学生在案例分析中加深对热学知识的理解和运用。
热学教案1
例子:水银温度计.(显示如何制定温标、线性分度) 假设0度时h0,100度时h1. a*h0+b=0 a*h1+b=100. a=100/(h1-h0),b=-h0*100/(h1-h0).
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热力学温标: 热力学温标 1)绝对温标. 2)在理想气体温标适用的范围内,和理想气体温标等价. 3)单位是K,开尔文. 一些温标的转换关系 t T 摄氏度和绝对温度的关系: 0C = K − 273.15
近似、重视主要矛盾的处理) 1 理想气体模型 (近似、重视主要矛盾的处理) 1） 分子线度可以忽略，分子被看成质点。 6 证据：标准状况下，1立方米的分子数：.02 ×1023 /(22.4 ×10 −3 ) n0 = 2.7 ×10 25 。 1/ 3 −9 L • 标准状况下分子间平均距离： = (1 / n0 ) = 3.3 ×10 m 3 M = 28 ×10 −3 28× 液体氮的数据：密度 ρ = 0.8 ×10 ，摩尔质量 分子数密度(单位体积的分子数 )：n 一个分子的体积：1/n • 分子半径： 4 πr 3 = 1 / n r = 2.4 ×10 −10 m 3
2 温标 温标:确定温度数值的一套标准,规则. 温标和温度计的区别? 经验温标: 3要素.测温属性(h), 固定点,分度. 经验温标 分度: 测温属性和温度数值的关系。一般采取线性分度. T=ah+b 特点：依赖于测温物质 理想气体温标: 特殊的经验温标---理想气体 理想气体温标 等容理想气体温标. 分度 PV=nRT,单位是K,开尔文(温标的国际 单位). 固定点:纯水的三相点的温度规定为273.16K.此时压强为P0. P0*V=nR273.16., T=273.16*P/P0. (P0 0) 特点：不依赖于测温物质
热学知识教案：教你认识热力学基本概念
热学知识教案：教你认识热力学基本概念第一章：引言1.1 教学目标让学生了解热学的重要性激发学生对热力学基本概念的兴趣1.2 教学内容热学的定义和重要性热力学基本概念的概述1.3 教学方法讲授法：讲解热学的定义和重要性讨论法：引导学生讨论热力学基本概念的概述第二章：温度2.1 教学目标让学生理解温度的概念和计量单位让学生了解温度的影响因素2.2 教学内容温度的定义和计量单位（摄氏度、开尔文、华氏度）温度的影响因素（分子运动、热量传递）2.3 教学方法讲授法：讲解温度的定义和计量单位实验法：进行温度计的演示实验，让学生观察和理解温度的影响因素第三章：热量3.1 教学目标让学生了解热量的概念和计量单位让学生掌握热量的传递方式3.2 教学内容热量的定义和计量单位（焦耳、卡路里）热量的传递方式（传导、对流、辐射）3.3 教学方法讲授法：讲解热量的定义和计量单位实验法：进行热量传递的演示实验，让学生观察和理解热量的传递方式第四章：能量守恒定律4.1 教学目标让学生理解能量守恒定律的概念和原理让学生掌握能量守恒定律的应用4.2 教学内容能量守恒定律的定义和原理能量守恒定律的应用（机械能、热能的转化）4.3 教学方法讲授法：讲解能量守恒定律的定义和原理举例法：通过实际例子讲解能量守恒定律的应用第五章：熵增定律5.1 教学目标让学生了解熵增定律的概念和原理让学生理解熵增定律在自然界中的应用5.2 教学内容熵增定律的定义和原理熵增定律在自然界中的应用（热力学第二定律）5.3 教学方法讲授法：讲解熵增定律的定义和原理讨论法：引导学生讨论熵增定律在自然界中的应用第六章：热力学第一定律6.1 教学目标让学生理解热力学第一定律的概念和表述让学生掌握热力学第一定律的应用6.2 教学内容热力学第一定律的定义和表述（能量守恒定律的扩展）热力学第一定律的应用（工作与热量传递的关系）6.3 教学方法讲授法：讲解热力学第一定律的定义和表述例题法：通过具体例题展示热力学第一定律的应用第七章：热力学第二定律7.1 教学目标让学生理解热力学第二定律的概念和表述让学生掌握热力学第二定律的实际意义7.2 教学内容热力学第二定律的定义和表述（熵增定律）热力学第二定律的实际意义（能量转化的方向和效率）7.3 教学方法讲授法：讲解热力学第二定律的定义和表述讨论法：引导学生讨论热力学第二定律的实际意义第八章：热力学第三定律8.1 教学目标让学生了解热力学第三定律的概念和表述让学生理解热力学第三定律的作用8.2 教学内容热力学第三定律的定义和表述（绝对零度的不可达到性）热力学第三定律的作用（温度的测量和热力学温标）8.3 教学方法讲授法：讲解热力学第三定律的定义和表述实验法：进行温度的测量实验，让学生理解热力学第三定律的作用第九章：热力学循环9.1 教学目标让学生理解热力学循环的概念和特点让学生掌握热力学循环的应用9.2 教学内容热力学循环的定义和特点（可逆循环和不可逆循环）热力学循环的应用（热机和制冷机）9.3 教学方法讲授法：讲解热力学循环的定义和特点举例法：通过实际例子展示热力学循环的应用第十章：热力学应用实例10.1 教学目标让学生了解热力学在实际生活中的应用激发学生对热力学应用的兴趣10.2 教学内容热力学在实际生活中的应用实例（热力学在工程、环境、医疗等领域的应用）热力学在科学研究中的重要性10.3 教学方法讲授法：讲解热力学在实际生活中的应用实例讨论法：引导学生讨论热力学在科学研究中的重要性第十一章：热传导11.1 教学目标让学生理解热传导的概念和机制让学生掌握热传导的数学表达和计算方法11.2 教学内容热传导的定义和机制热传导的数学表达（傅里叶定律）热传导的计算方法（稳态和非稳态热传导）11.3 教学方法讲授法：讲解热传导的定义和机制公式法：引导学生理解和应用热传导的数学表达练习法：让学生通过习题练习热传导的计算方法第十二章：对流12.1 教学目标让学生理解对流的概念和类型让学生掌握对流的热传递规律12.2 教学内容对流的定义和类型（自然对流和强制对流）对流的热传递规律（努塞尔特数和雷诺数）12.3 教学方法讲授法：讲解对流的定义和类型公式法：引导学生理解和应用对流的热传递规律动画演示：通过动画演示对流的热传递过程第十三章：辐射13.1 教学目标让学生理解热辐射的概念和特性让学生掌握热辐射的计算和应用13.2 教学内容热辐射的定义和特性（黑体辐射和实际物体的辐射）热辐射的计算（斯特藩-玻尔兹曼定律）热辐射的应用（热像仪和红外热成像）13.3 教学方法讲授法：讲解热辐射的定义和特性公式法：引导学生理解和应用热辐射的计算实物演示：通过实物演示热辐射的应用第十四章：热力学在工程中的应用14.1 教学目标让学生了解热力学在工程领域的应用激发学生对热力学工程应用的兴趣14.2 教学内容热力学在热机和制冷系统中的应用热力学在能源转换和环境保护中的应用14.3 教学方法讲授法：讲解热力学在工程中的应用实例案例分析：分析具体的热力学工程应用案例第十五章：总结与展望15.1 教学目标让学生总结热力学基本概念的学习内容激发学生对热力学未来发展的兴趣15.2 教学内容学生总结热力学基本概念的学习内容展望热力学未来的发展趋势和应用前景15.3 教学方法总结法：让学生通过小组讨论总结热力学基本概念的学习内容展望法：引导学生思考热力学的未来发展前景重点和难点解析本文主要介绍了热力学基本概念，包括温度、热量、能量守恒定律、熵增定律、热力学第一定律、热力学第二定律、热力学第三定律、热力学循环、热学应用实例等。
高中物理热学现象教案全套
高中物理热学现象教案全套一、教学目标：1. 知识与技能：了解热学的基本概念和热学现象，掌握热学相关知识的基本原理和计算方法。
2. 过程与方法：培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3. 情感态度价值观：培养学生对物理学的兴趣和热爱，培养学生的探索精神和实践能力。
二、教学重点：1. 热学基本概念的理解；2. 热学现象的解释和计算方法的掌握。
三、教学难点：1. 热力学的一、二、三定律的理解和应用；2. 热平衡、热量传递的情形分析和计算。
四、教学内容：1. 热力学的基本概念2. 热平衡和热传递3. 热力学一、二、三定律4. 气体状态方程5. 热力学过程分析五、教学过程：1. 导入环节：通过展示一些热学现象的图片和视频，引发学生对热学的兴趣。
2. 理论讲解：介绍热力学基本概念、热平衡和热传递原理、热力学定律等知识点。
3. 实验演示：进行一些简单的热学实验，如传热实验、热容量实验等，让学生亲自参与体验。
4. 课堂练习：布置一些与热学相关的习题，让学生巩固所学知识，并及时纠正错误。
5. 总结归纳：对本节课所学内容进行总结梳理，帮助学生掌握重点。
6. 作业布置：布置相关的课外作业，加深学生对热学的理解和掌握。
六、教学工作：1. 教师要随时关注学生的学习情况，及时矫正错误，激发学生的学习兴趣。
2. 学生要认真听讲，积极参与课堂互动，主动思考和提问，做到课上学、课下练，确保学有所获。
七、教学评价：1. 学生课堂表现；2. 课后作业完成情况；3. 实验操作情况及实验报告评价；4. 学生对学习内容的理解程度和应用能力。
八、教学反思：通过本节课的教学，要总结教学经验，及时调整教学方法，提高教学质量，让学生在学习过程中体会到物理学的魅力，激发学生的学习兴趣和探索精神。
初中物理热学实验教案
初中物理热学实验教案一、课题：热学二、教学目标：（一）、知识与技能1、了解热学的基本概念，如温度、热量、内能等。
2、掌握热传递的原理和方式，能够分析实际热传递现象。
3、通过实验探究，理解做功和热传递对物体内能的影响。
（二）过程与方法：1、通过观察和实验，培养学生的观察能力和实验操作能力。
2、利用控制变量法，培养学生解决物理问题的方法。
3、通过小组讨论，培养学生的合作意识和交流能力。
（三）、情感态度与价值观：1、激发学生对热学知识的兴趣，培养学生的科学思维。
2、培养学生热爱科学、勇于探索的精神。
三、教学过程：（一）引入新课：1、复习：回顾一下我们已经学过的知识，如动能、势能等。
2、提问：同学们，你们听说过温度、热量、内能吗？它们之间有什么关系呢？（二）知识讲解：1、讲解温度、热量、内能的概念及其关系。
2、讲解热传递的原理和方式，如传导、对流、辐射等。
3、讲解做功和热传递对物体内能的影响。
（三）实验探究：1、实验一：探究热传递现象。
内容：将两个相同的金属块分别放在热水和冷水中，观察它们的温度变化。
方法：分组进行实验，每组选择一个金属块，记录其在热水和冷水中的温度变化。
2、实验二：探究做功改变物体内能。
内容：用锤子敲打铁块，观察铁块温度的变化。
方法：分组进行实验，每组用锤子敲打铁块，观察并记录铁块的温度变化。
（四）总结与拓展：1、总结实验结果，分析热传递和做功对物体内能的影响。
2、提问：同学们，你们还能想到生活中的热传递现象吗？3、布置作业：让学生结合生活实际，思考热学知识在生活中的应用。
四、教学重点与难点：1、教学重点：热学的基本概念、热传递原理、做功和热传递对物体内能的影响。
2、教学难点：热传递的方式和做功改变物体内能的原理。
五、教学资源：1、实验器材：金属块、热水、冷水、锤子等。
2、教学课件：热学基本概念、热传递原理、做功和热传递示意图等。
六、教学评价：1、课堂问答：检查学生对热学基本概念的理解。
物理热学教案
物理热学教案一、引言热学是物理学重要的分支之一，它研究的是物质与能量的转化和宏观性质的关系。
在物理学的学习中，热学是非常重要的一环。
本教案将从热学的基本概念、温度和热量、理想气体状态方程、热力学第一定律、热力学第二定律以及热力学循环等方面进行讲解，以期能够帮助学生更好地掌握物理热学的相关知识。
二、教学目标1. 理解热学基本概念，包括温度、热量、内能、等温过程、绝热过程等；2. 掌握理想气体状态方程及其应用；3. 理解热力学第一定律，掌握能量守恒原理在热现象中的应用；4. 理解热力学第二定律，包括热力学温标、热力学效率等内容；5. 掌握热力学循环的基本原理。
三、教学重点1. 热学基本概念的理解；2. 热力学第一定律的应用；3. 热力学第二定律的理解。
四、教学难点1. 热力学第二定律的理解；2. 热力学循环的应用。
五、教学方法1. 讲授法：通过讲解理论知识，让学生对热学知识有更深入的理解；2. 实验法：通过实验，让学生亲身体验热现象，加深对知识点的印象；3. 课件法：利用多媒体教学软件进行一些示意图、动画等的演示，让学生更加深入地理解热学知识。
六、教学内容1. 热学基本概念热学是研究物质与能量之间相互转化和宏观性质之间的关系的学科。
其中，温度、热量、内能、等温过程、绝热过程等是热学基本概念。
教师应该通过讲解这些概念的含义及其相互关系，让学生更好地理解热学基础知识。
2. 理想气体状态方程及其应用理想气体状态方程是描述气体状态的一个数学公式。
通过讲解这个公式的含义及其应用，让学生更好地理解气体的基本性质，把握理想气体的特征，从而应用数学公式解决实际问题。
3. 热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律在热现象中的应用。
教师应该通过实例讲解，让学生在实践中理解并掌握这个定律的应用方法。
4. 热力学第二定律热力学第二定律是指热量自然流动的方向性和不可逆性的定律。
教师应该通过对熵的讲解，帮助学生更好地理解热力学第二定律，理解热现象的本质，同时对热力学温标、热力学效率等内容进行讲解，以期帮助学生更好地理解这个定律。
高中物理热学知识讲解教案
高中物理热学知识讲解教案
一、教学目标：
1.了解热学的基本概念和规律；
2.掌握热力学的基本方程；
3.理解热传递的方式及其规律；
4.能够运用热学知识解决实际问题。
二、教学重点与难点：
重点：热学的基本概念和规律；
难点：热传递的方式及其规律。
三、教学内容：
1. 热学的基本概念和规律
2. 热力学的基本方程
3. 热传递的方式及其规律
四、教学过程：
1.导入：通过展示一个冷冷的冰块和一个热热的水壶，引出热学的基本概念。
2.讲解：逐步介绍热学的基本概念和规律，并讲解热力学的基本方程。
3.实验演示：进行热传递的实验演示，让学生亲自体会不同的热传递方式。
4.小结：总结本节课的重点内容，并与学生共同探讨热学的应用领域。
5.作业布置：布置相关练习题，巩固学生对热学知识的掌握。
五、教学反馈：
1.及时总结学生的学习情况，并对学生的学习进度进行评估；
2.针对学生存在的问题，提供个性化的指导和辅导；
3.鼓励学生积极参与讨论，激发学生学习热学知识的兴趣。
六、教学资源：
1.教学投影仪；
2.教学实验器材；
3.相关教学资料。
七、教学评价：
根据学生的学习情况和反馈，及时调整教学内容和方法，以提高学生的学习效果和兴趣。
大学_李椿_热学_教案
课程名称：热学授课对象：大学本科生授课学时：32学时教学目标：1. 理解热学的基本概念和原理，掌握热力学第一定律、第二定律及热力学势能等基本理论。
2. 熟悉热力学过程、热力学平衡态及热力学势等基本概念，并能应用于实际问题。
3. 掌握热力学系统在不同状态下的性质，如温度、压力、体积、内能等。
4. 培养学生的科学思维和创新能力，提高学生运用热学知识解决实际问题的能力。
教学内容：一、绪论1. 热学的起源和发展2. 热学的研究对象和方法3. 热学的学科地位和意义二、热力学基础1. 热力学第一定律：能量守恒定律2. 热力学第二定律：熵增原理3. 热力学势能：自由能、化学势等4. 热力学平衡态：温度、压力、体积、内能等状态参量三、热力学过程1. 等压过程、等体过程、等温过程、绝热过程2. 状态方程：理想气体状态方程、范德瓦尔斯方程等3. 热力学循环：卡诺循环、奥托循环、狄塞尔循环等四、热力学系统1. 热力学系统：封闭系统、开放系统、孤立系统2. 热力学势：自由能、化学势等3. 热力学平衡：热平衡、相平衡、化学平衡等五、热力学应用1. 热机：蒸汽机、内燃机、热泵等2. 热传导：傅里叶定律、热传导系数等3. 热辐射：斯特藩-玻尔兹曼定律、黑体辐射等4. 热力学在工程中的应用：制冷、空调、热力发电等教学过程：一、导入1. 结合生活实例，引入热学的基本概念，激发学生的学习兴趣。
2. 阐述热学的学科地位和意义，让学生明确学习目标。
二、讲解1. 讲解热学的基本概念、原理和公式，引导学生掌握核心知识点。
2. 通过实例分析，加深学生对热学知识的理解。
三、讨论1. 组织学生进行课堂讨论，引导学生运用所学知识解决实际问题。
2. 鼓励学生提出问题，培养学生的创新思维。
四、练习1. 布置课后习题，巩固所学知识。
2. 课堂练习，检验学生的学习效果。
五、总结1. 总结本节课的重点和难点，帮助学生梳理知识体系。
2. 提出课后学习建议，引导学生深入学习。
高中新教材物理热学教案
高中新教材物理热学教案
教材：高中物理新教材
目标：学生通过本课程的学习，能够掌握热学相关知识，理解热力学基本定律，以及应用
热学原理解决实际问题的能力。
一、引入（5分钟）
引导学生回顾上节课内容，介绍本节课将学习的内容，激发学生对物理学习的兴趣。
二、知识点讲解（30分钟）
1. 热力学基本定律
- 热传导、热辐射和热对流的概念和特点
- 热平衡和热传导的原理
- 热力学第一定律和第二定律的内涵和应用
2. 理想气体定律
- 理想气体的特性和状态方程
- 理想气体的压强、体积和温度之间的关系
- 气体状态方程的推导和应用
三、案例分析（15分钟）
根据学生平时生活中的实际情况，让学生运用热学知识解决一些问题，提升学生的应用能
力和理解能力。
四、练习与讨论（20分钟）
布置一些与热学相关的练习题，让学生在课堂上互相讨论、解答，帮助学生巩固所学内容，理清思路，提升解题能力。
五、总结与反思（5分钟）
对本节课学习内容进行总结，引导学生思考所学到的知识对他们的日常生活和未来学习的
重要性，鼓励学生继续努力学习。
六、作业布置
布置适量的热学相关作业，巩固学生在本节课学习的知识，鼓励学生主动进行学习。
七、课堂点评
对学生在课堂上的表现进行点评，鼓励积极参与课堂讨论与答题，提高学生的学习热情和学习效果。
以上是本节课的教学内容，希望通过本课程的学习，学生能够深入理解热学相关知识，提升自己的物理学习水平。
祝愿各位同学学习顺利！。
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二 热学研究的问题 研究热学系统热运动的规律.
热运动: 大量微观粒子的无规则运动. 例子: 1)火车在真空中高速运动. 大量微观粒子的有规则运动,不是热运动. 2) 加热静止的火车,使之烫手. 大量微观粒子的无规则运动,是热运动. 热运动总是和温度联系在一起. 3)常温下气体分子的平均热运动速率500米/秒
19
想象一下：假设教室里的空气分子都以500米/秒 的速度朝一个方向做有序运动会有什么样的结果。 最强台风的速率：30米/秒。 零下273摄氏度。 这种情况会不会出现？不会，---热力学第二定律决定 的。 热学坐标系： 在热学中,我们只关心无规则运动，不关心有规则运动。 我们通常选择使系统宏观静止的坐标系.(该坐标系称 为热学坐标系) 例子：匀速运动的铁块系统。
22
涨落:宏观量随时间在平均值附近上下起伏的现 象. 例子:教室里空气的压强. 涨落是宏观量的本性，而不是实验误差！ 我们通常认为教室里空气系统的压强是确定的，这 只是一种近似。
23
B 微观描述方法: 统计物理，分子动理学. 以等概率原理为基础,研究宏观量和微观量之间的关系. 要点: 宏观量是微观量的统计平均值. 特点: 1)可以解释为什么. 2)可以解释涨落. 3) 数学处理太复杂. 宏观描述方法(热力学)和微观描述方法 (分子动理学， 统计物理)是用不同的方法来研究同一个系统的同一个 问题.它们是互补的学科.它们都只适用于分子数很多的 系统. 此书中不考虑宏观量的涨落，认为宏观量取确定的值。 ---近似。
结论：热学是一门普遍的学科， 是其它学科(牛顿力学、量子力学)和宏观现实世界连 接的桥梁， 12 它渗透到各个学科领域。
二 热学研究的系统
系统：我们关心的对象。外界：系统以外的东西。
1 热学系统:大量微观粒子组成的系统. 关键词: a 微观粒子(分子,质子,电子,光子),分子尺寸或者分 子尺寸以下的粒子. 一粒灰尘---不是微观粒子 b 大量,1摩尔, 6.02 10 23 热学系统例子: 教室中的空气系统,固体,液体,气体, 电磁场(波),太阳光,热辐射,一颗沙粒. 1000个分子---不是热学系统 几乎所有的物质(系统)都是热学系统。 13
更重要的：
好的基础知识的掌握---奠定了深造之路 好的基础知识的掌握---奠定了科研之路---贡献、非 人的快乐 爱因斯坦---专利局小职员，爱迪生---报务员 陆家羲 ---中学老师，居里夫人---家庭教师(8年) 2
• 陆家羲
/view/310329.htm
6.02 10
5 23
/( 1.24 416 10 ) 5 10
8 8 5
15
年
5 10 100 10 年 5 10 宇宙年龄
16
力学和热学的区别： 力学：研究少数几个质点的坐标和动量随时间的变化。 热学：不可能研究系统中每个粒子的坐标和动量如何 随时间变化。 原因1：不可能知道 6.02 10 23 个粒子的初态， 不可能解 6 6.02 10 23 个方程。 永远也无法克服的困难。 原因2：我们不关心每个时刻每个粒子的位置和速度。 热学：只研究所有粒子的集体效应，而对每个粒子的 具体的轨道运动不感兴趣。
《热学》
平时30%+期末考试70% 学习方法 1 要有重点的学习。 2 习惯不同其结果也不同。 美国心理学家威廉.詹姆士说过这样一句话:播下 一个行动,收获一种习惯;播下一种习惯,收获一种性 格;播下一种性格,收获一种命运。 我认为这些习惯是好的：自学的习惯、发现问题 的习惯、每天都要有点(不要求太多)进步的习惯、自 由思考的习惯、根据自身需要查找知识的习惯、研究 问题的习惯等
• 使用的教材：
4
5
<<热学>> • 第一章 导论 §1.1 宏观描述和微观描述方法 • 一 热学的普遍性 A 日常生活的例子: 冰箱, 空调, 汽车发动机, 热水瓶, 暖气, 保暖衣, 煮熟食物， 烧开水， 冬天感觉寒冷， 夏天感觉炎热， 大气压(气体的压强)，
6
人工降雨, 晴朗的天空是蓝色的, 晚霞是彤红色的， 布朗运动, 荷叶上的露珠, 雾, 热气球, 孔明灯， 输热水的管道, 相变：气态的水蒸气--液态的水--固态的 冰， 雪(雨滴)是干净的还是‘脏’的？ 雨滴从高空落下的速度为什么不是很大？ 扩散现象， 黏性现象，
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非平衡态---平衡态
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平衡态---非平衡态
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平衡态---非平衡态
28
要点: 1)不受外界(热相关的)影响. 例子: 稳恒态---非平衡态 例子:重力场(?)中的等温大气. 是平衡态.但是不同高度处压强、 密度不同.
2)宏观量不随时间变化. 每个分子都在剧烈热运动. 常温下分子平均速率500米/秒 动态平衡 视频演示
几乎80%的能量的运用要经过热能这个中间过 程
11
D 科学家对热学的评论: 爱因斯坦(1949年)说过：“一个理论，如果它的
前提越简单，而且能说明各种类型的问题越多，适 用的范围越广，那么它给人的印象就越深刻。因此, 经典热力学给我留下了深刻的印象。 经典热力学是具有普遍内容的唯一的物理理论， 我深信，在其基本概念适用的范围内是绝对不会被 推翻的。”
四 热力学平衡条件. 1) 热学平衡条件. 各处温度相等。 各处温度不等---系统必然存在热流 2) 力学平衡条件. 无外场时，各处压强相等。 各处压强不等---系统必然存在粒子流 自由膨胀 3) 化学平衡条件. 无外场时，各处化学成分一样. 化学性质---每种分子的分子数密度来描写 n i 各处化学成分不同---系统必然存在粒子流 扩散
7
自由膨胀现象， 热量为什么不能从低温物体‘直接’传导到 高温物体？ 均匀的墨水和水的混合物为什么不能复原到 一滴墨水？ 化学反应为什么是朝某个方向发生？ 所有这些现象都直接与物质的一种运动形式 有关---热运动 与温度有关的现象都和热学有关
8
B 科技方面的例子: 超导, 超流, 热核聚变(1亿度), 石油、天然气的开 采, 恒星的演化(电子的简并压), 材料的热性质 (芯片,火箭外壳,发动机 材料), 空腔辐射(黑体辐射,量子概念的第一次 提出,普朗克,德国,1918年诺贝尔奖), 经典声学主方程的导出,
32
五 平衡态的描写
系统的一个平衡态确定了，其所有宏观量就确定了。 系统的由一个平衡态变化为另外一个平衡态，系统 的所有宏观量一般也都发生变化。 平衡态---宏观量存在对应关系。 可以用一些(容易控制的)宏观量(热力学参量)来确定 (描写)系统的平衡态。 热力学参量：压强、体积等。---不严格的概念。可以 认为热力学参量就是宏观量 例子：教室中的空气 • 可以用P和V两个宏观量来描写它的平衡态。 此时没必要再加上其它的宏观量来描写平衡态 PV=nRT
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无外场作用时：气体的平衡态各处总是均匀的，各处的 物理性质一样(压强、温度、密度)。----巨大的分子 数所保证的。 例子：考察1个教室的男女比例，很不相同的、无规律 的。 考察一个国家男女比例，1：1，表现稳定的规律性。 3)不考虑涨落现象.---近似 • 平衡态另外一个等价的科学的概念. 平衡态:孤立系经过足够长的时间,系统会达到一个特 殊的状态.该状态的所有宏观量不随时间变化.此态就 是平衡态. 孤立系:和外界没有物质和能量交换的系统. 非平衡态;不言而喻.
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三 平衡态的简单判断方法. 看系统中是否存在热流和粒子流. 存在热流或者粒子流---非平衡态；不存在热流或者粒 流---平衡态 例子: 思考题1.1, 1.2 热流：能量的流动 粒子流： 1 宏观上可察觉的成群粒子的定向迁移。 气体的自由膨胀 2 某类粒子的定向迁移。宏观上无成群粒子的定向迁移。 扩散 /ptwlx/flash%20cai.htm 31 物理现象的演示
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三 如何研究具有大量粒子的热学系统.
方案：只研究系统的集体效应。 教室里的空气系统为例. 可以测量的量(感兴趣的量): 压强, 温度,体积, 内能, 熵等等.-------宏观量. 宏观量: 描写大量粒子集体表现出来的性质的量. 微观量: 与单个粒子运动有关的量(不是很准确). 此方案的具体研究手段: A 以实验为基础,研究宏观量和宏观量之间的关系.宏 观态的演化。 宏观量---宏观量 B 以概率为基础,研究宏观量与微观量之间的关系.
2.系统和系统的态 热学的例子： 例子：教室中的空气---系统(系统确定下来了)。 早上、晚上、冬天、夏天同一个系统的压强、温度一 般都不同。---系统处在不同的态。(系统的态可以用 温度和压强来描写、确定) 同样一个系统拥有很多个(无穷多)不同的态。 态：系统的宏观态，它由宏观量确定(描写)。 宏观量：描述系统集体所表现出来的性质的物理量。 如压强、温度、体积、熵、内能、自由能、分子数密 度等等都是宏观量。
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宏观量---微观量---宏观量
A 宏观描述方法: 热力学.
以实验为基础,研究宏观量和宏观量之间的关系，以及系 统宏观态的演化。 特点: 1)普适理论.和具体材料无关.(热0,1,2,3和具体材料无关, 普适). 2)只能说明是什么,不能说明为什么. 知道理想气体有PV=nRT，但是不知道为什么是如此。 3)不能够解释涨落现象.
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§1.2 热学系统的平衡态.
一 进一步确定所研究的问题 热学系统，研究的问题(热运动)， 我们只研究热学系统一类特殊状态的热运动的规律。 这类特殊状态就是热力学平衡态。 当然也包括近平衡态。 二 热力学平衡态. 例子:一滴墨水滴入一杯清水中，扩散，自由膨胀 平衡态是一种最简单的状态。----理论的抽象功能 平衡态:在不受外界影响的条件下,经过足够长的时间, 系统会达到一个特殊的状态.该状态的所有宏观量不 随时间变化.此态就是平衡态.
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宏观量子态(玻色-爱因斯坦(1921年)凝 聚)(2001年：克特勒(德国)/康奈尔,维曼(美 国)诺贝尔奖) 热噪声， 牛顿力学、量子力学(几乎只涉及单个粒子的 运动，最多就3个粒子系统)----热学(统计， 大量粒子的运动)---宏观现象中表现出来。 热学渗透到各个学科领域之中