大学物理热力学论文[1]

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热力学与统计物理论文

负温度状态

姓名：王军帅学号：20105052010

化学化工学院应用化学专业

指导老师：胡付欣职称：教授

摘要：通过分析负温度概念的引入，从理论上证明负温的存在，并论证实验上负温度的实现，在进步分析了负温度系统特征的基础上，引入了种新的温度表示法，使之与人们的习惯致。

关键词：负温度;熵;能量;微观粒

Negative Temperature State

Abstract：The concept of negative temperature was introduced Its existence was proved theoretically and its realization in experiment also discussed after analysis of the negative temperature system characteristic，one kind of new temperature express is used in order to consistent with the common express.

Key words: negative temperature; entropy; energy; microparticle

引言

温度是热学中非常重要的一个物理量，可以说任何热力学量都与温度有关.描述物体冷热程度的物理量—开尔文温度—一般都是大于零的，由热力学第三定律可知“绝对零度是不可能达到的”，也就是说自然界的低温极限是绝对零度，即-273.16℃.以OK作为坐标原点，通常意义上的温度一般就在原点的右半轴上，其范围就是零到值总为正。那么有没有负温度呢？左半轴是不是可以用负温度来对应呢？它表示的温度是不是更低呢？此时系统的热力学性质又将会怎么样呢？这些问题激起人们对温度的疑惑与兴趣.

学年论文热力学第一定律

摘要 (Ⅰ)

关键词 (Ⅰ)

1?热力学第一定律的发展 (2)

1.1?热力学第一定律 (2)

1.2?能量转化和守恒定律 (3)

1.2.1能量守恒定律的发展史 (4)

1.2.2能量守恒定律的意义 (7)

2?热力学第一定律的实际应用 (7)

2.1?技术上的循环实例 (8)

2.1.1?常见热机的工作原理 (8)

2.1.2?常见致冷机的工作原理 (8)

3?总结 (9)

参考文献 (9)

评分表 (10)

热力学第一定律的发展及其应用

摘要

热力学第一定律：当热力学系统由某一状态经过任意过程到达另一状态时，系统内能的增量等于在这个过程中外界对系统所作的功和系统所吸收的热量的总和。系统在任一过程中所吸收的热量等于系统内能的增量和系统对外界所作的功之和。能量守恒定律指出：自然界中各种不同形式的能量都能从一种形式转化为另一种形式，由一个系统传递给另一个系统，在转化和传递中总能量守恒。在能量守恒定律的建立中，德国科学家迈耶、亥姆霍兹和英国科学家焦耳作出最杰出的贡献。能量守恒定律也可以表述为第一类永动机是不可能造成的。在热动力设备中，多数是通过气体进行一系列热力学过程来实现热功转换的。

关键词

热力学第一定律、能量守恒定律、第一类永动机、热动力设备

1 热力学第一定律的发展

1.1 热力学第一定律

一般来说，自然界实际发生的热力学过程，往往同时存在两种相互作用，即系统与外界之间既通过做功交换能量，又通过传热交换能量。热力学第一定律表明：当热力学系统由某一状态经过任意过程到达另一状态时，系统内能的增量等于在这个过程中外界对系统所作的功和系统所吸收的热量的总和。或者说：系统在任一过程中所吸收的热量等于系统内能的增量和系统对外界所作的功之和。热力学第一定律表达了内能、热量和功三者之间的数量关系，

大学物理热学总结I：基本假设与理论

二、平衡态理论

⑤利用细致平衡原理进一步阐释：

就得到用力学算出

故两物体如果都和第三物体温度一样，则它们平均动能都和第三个物体一样，由等式传递性它们平均动能一样，从而温度一样。分子多次碰撞平均动能互相交换，最终平衡。

爱因斯坦扩散方程①布朗运动：大

颗粒在液体中受

液体分子无序碰

撞产生的运动。

是在无序驱动力

下的运动。

②流体中斯托克

斯公式：

f=-6πaηv

f：阻力

a：物体半径

η：粘滞系数

v：运动速度

③布朗粒子平均

能量

无序却动力长时

间平均值为0 :粒子运动距离平方的平均值。

D：爱因斯坦扩散系数

T：温度

较复杂，略。无。

麦克斯韦分布律（重点）①数学概率论基

础知识，重点是

概率密度函数的

概念、高斯分布

（即正态分布）

以及泊松分布

（略）。

②数学上多重积

分、广义积分知

识（略）。

①气体分子通过

碰撞达到并维持

平衡态

②平衡态时分子

的位置与速度的

概率密度函数不

随时间变化

③分子位置均匀

分布，速度分量为

高斯分布

①速度分布（y、z方向完全相同）：

综合公式：

②速率分布

①确定函数：

(1)由于平衡态

各向同性，这个

函数有旋转不变

性，也就是速度

分布只和速率有

关：

(2)方向独立：设

每个方向分布函

①无量纲速率：

定义任意速率值

，系数u

是无量纲速率。

这样得到无量纲速

率分布

②麦克斯韦速率分

布的实验检验：

两个同心圆筒，外

层转动，内层分子

泰勒展开，得

故几率

其中为偏移率

波尔兹曼分布

能量按自由度均分原理准理想气体：分

子只有动能，没

有势能，分子可

以有大小与结

构。

理想气体、准理想

气体。

①波尔兹曼分布：有势能的系统，

势能影响粒子的空间分布。设坐标

热力学统计物理论文

热力学统计论文

对《热力学及第一定律》的讨论

摘要 (2)

关键字 (2)

引言 (2)

正文 (3)

一、热力学基本概念 (3)

1.1状态与状态函数 (3)

二、热力学第一定律的产生 (4)

2.1历史背景 (4)

2.2建立过程 (6)

三、热力学第一定律的表述 (7)

四，热力学第一定律的应用 (8)

4.1焦耳定律 (8)

4.2热机 (9)

4.3其他 (9)

总结 (10)

参考文献 (10)

热力学第一定律的内容及应用

摘要：热力学第一定律亦即能量转换与守恒定律，广泛地应用于各个学科领域。本文回顾了其建立的背景及经过，它的准确的文字表述和数学表达式，及它在理想气体、热机的应用。

关键字：热力学第一定律；内能定理；焦耳定律；热机；热机效率

The first law of thermodynamics content and

applications

Abstract:The first law of thermodynamics which energy conversion and conservation, widely used in each subject area. This paper reviews the background and after the establishment of the precise words, it expressed and math expression, and it in the application of the ideal gas, heat

Key words:Thermodynamics the first laws; Internal energy theorem; The joule laws; The engine; Heat efficiency

化学势理论与应用——热力学论文

化学势理论及其应用

摘要：本文主要介绍了化学势这一概念的提出和其在单元及多元物系中的定义，并且就化学势在热力学的计算与应用做了简要的分析。主要是理想气体和溶液中溶剂的化学势计算，在化学平衡判据和相图以及渗透领域的应用。

关键词：化学势；计算；平衡判据；相图

The theory and application of chemical potential Abstract:The article mainly introduced the theory of chemical potential and its concept in single unit and mult units.Also,we illustrate the calculations,for example ideal gas and solvent,and applications of chemical potential,such as balanced judge,phase diagram and permeate. Keyboards:chemical potential;calculation;balanced judge;phase diagram

1前言

热力学[1]是研究自然界有关热现象和热运动规律的一门科学，其研究对象是人们熟悉的由大量粒子组成的宏观系统，是人类在长期生产实践中总结出来的经验定律，是被无数事实无一例外地证明了的科学真理[2,3]，其正确性早已为现代科学理论所证实。化工热力学[4]是在化学热力学和工程热力学的基础上又逐渐发展而来的，研究平衡和过程热力学分析的学科。

大学物理化学第二章热力学第一定律1(1)

(2) 强度性质（intensive properties）其数值与物质的量无关，如：温度、压力、密度等。强度性质不具有加和性。广延性质除以质量或物质的量就成为强度性质。
二者关系：将某一广度性质除另一就成为强度性质，如Vm＝V / n ；某一强度性质乘以一广度性质，得到另一广度性质，如m＝ρV 。
状态改变，热力学性质也随之改变。
3．状态和状态函数
热力学性质与体系的状态具有单值函数关系 (单值对应关系)，故将描述和规定系统状态的宏观性质，称为状态函数或热力学函数。
描述系统状态的性质叫做状态函数。
说明：状态函数的概念非常重要，热力学主要是跟状态函数打交道，其共同特征
（1）体系的状态一定，状态函数有确定值；与系统达到该状态前的变化经历无关。
体系与环境间除热以外其它各种形式的传递的能量，称作功(work)。
功也是一种传递的能量，与过程有关，不是体系本身的性质。规定体系对外做功为负值，环境对体系做功为正值。
功都可以概括为两个因子的乘积：
功的形式=强度性质×广度性质的改变量
在热力学中把功分为两大类，一是体积功，一是非体积功。
体积功:因体系体积改变而引起的与环境的能量交换。非体积功(其它功):体积功以外的各种功
(ET＝0)的，所以只研究体系内部的能量；简单的说内能就是体系内部的能量.
由于物质是无限可分的，人们对物质内的结构及其运动形式的认识是无止境的，所以内能绝对值不知道。

大学物理01热力学系统平衡态理想气体的状态方

5
M 国际单位：国际单位：米3，m3 PV = RT = νRT 3 3 M mol 常用单位：常用单位：升，l 1m = 10 l
3.温度温度T 温度从热学角度描写气体状态的物理量。从热学角度描写气体状态的物理量。国际单位：国际单位：绝对温标 T 常用单位：摄氏温标 t 常用单位：开，k 度，C °
3
二、理想气体的状态方程
1.理想气体 1.理想气体理想气体：在任何情况下绝对遵守玻意耳马略特定律马略特定律、理想气体：在任何情况下绝对遵守玻意耳—马略特定律、吕萨克定律和查理定律这三条实验规律的气体。盖—吕萨克定律和查理定律这三条实验规律的气体。吕萨克定律和查理定律这三条实验规律的气体 2.理想气体的状态方程 2.理想气体的状态方程一个热力学系统的平衡态可由四种状态参量确定。一个热力学系统的平衡态可由四种状态参量确定。对于一定量的气体，在平衡态下，对于一定量的气体，在平衡态下，如果忽略重力的作用，可以用体积V 压强P 温度T来描述它的状态。的作用，可以用体积V、压强P、温度T来描述它的状态。气体状态方程：表征气体平衡态的三个状态参量T 气体状态方程：表征气体平衡态的三个状态参量T、 V、之间存在着的函数关系。和P之间存在着的函数关系理想气体处于热平衡态下时，理想气体处于热平衡态下时，PV = M RT = νRT 各状态参量之间的关系：各状态参量之间的关系： M mol

大学物理热力学1

24
⒉致冷机的致冷系数高温热库T 高温热库 1 Q′ 1 系统在一个循环中：在一个循环中： ′ 系统从T 吸热量—— Q2 系统从 2吸热量放热量—— Q′ 向T1放热量 1 外界对系统做功—— A′ 外界对系统做功
′ Q2 低温热库T 低温热库 2
A′
′ 热Ⅰ→ Q′ −Q2 = A′ 1
20
⒈热机的效率高温热库T 高温热库 1 Q1 系统 Q2 低温热库T 低温热库 2 A 在一个循环中：在一个循环中：系统从T 吸热量——Q1 系统从 1吸热量放热量——Q2 向T2放热量对外做功——A 对外做功热Ⅰ→ Q1−Q2=A
热机的效率：热机的效率：η ≡ A =1− Q2 Q Q 1 1
e.g.
绝热压缩过程：绝热压缩过程：dQ=0, dT>0 等温膨胀过程：等温膨胀过程：dQ>0, dT=0
→ C=0 → C→∞
4
若过程中C=const.，则有 ② 若过程中， M Q= C(T2 −T ) 1 Mmol M e.g. 等体过程： = 等体过程： Q CV (T2 −T ) 1 Mmol M Q CP (T2 −T ) 等压过程：等压过程： = 1 Mmol ③ Q也是过程量也是过程量. 还可通过热Ⅰ ④ Q还可通过热Ⅰ律计算。还可通过热律计算。
a b 2 状态1→状态：状态 →状态2： E2-E1确定，过程确定，不同，不同不同，不同，A不同，Q V 也就不同

大学物理 4-1热力学第一定理等体等压等温绝热过程

热学
20
物理工
自学考试
p
等 p ( p,V1,T1) ( p,V2,T2)
压
1
2
膨
W
胀 o V1
V2 V
Qp
E2
E1
W
热力学基础
p
等 p ( p,V2,T2) ( p,V1,T1)
压2
1
压
W
缩 o V2
V1 V
Qp E1
W
E2
热学
21
物理工
自学考试
热力学基础
比热容
热容
C dQ dT
比热容
c dQ C mdT m
热学
26
物理工
自学考试
W V2 pdV V1

T2 T1

CV
,m
dT
CV ,m( T2 T1 )
p
由热力学第一定律有
p1
热力学基础
1( p1,V1,T1)
W E
W CV ,m( T1 T2 )
绝 V 1T 常量
热方
pV 常量
程 p 1T 常量
热学
p2
( p2,V2,T2 )
W2
o V1
源自文库
V2 V
27
物理工
自学考试

大学热学论文范文大学物理热力学论文如何写

大学热学论文范文大学物理热力学论文如何写我猜你说的是平时的小论文吧

光学的话，你可以找一个教材上没有算过的光栅来算算干涉衍射后的光强分布；或者研究一下阿贝二次成像原理。

热学的话，可以从4个麦克斯韦关系式出发，推导一些公式，比如新概念物理上内能与物态的关系式，等。

我不大擅长这方面，倒是上学期期末写了电学的小论文还得到了点加分

如果不是小论文，而是比较正式的话，这段文字应该被无视

建议你去—库或者你们学校的图书馆DOWN

我给你找了很多，怎么给你呢？你把邮箱发过来啊？

发了一篇《克劳修斯在热学发展中的地位和作用》给你。修改一下应该可以吧...

热学发展史对中学热学教学的启示

学是中学物理教学中必不可少的一个重要内容，而由

于比较抽象，因此成为中学物理教学中的一个难点.热现象普遍存在.同学们很早就有了相关的经验，这是进行热学教学的一个很好基石.但也正因为这个基石的作用，一些不正确的观点很难进行纠正.根据教学经验和相关研究人员的调查结论知道，不管是小学生还是中学生，不管是否学过物理，都有相当多的人对热的理解不科学，其中非常典型的想法就是把热看成是一种可以流动的物质•根据当前国际科学教育上富有广泛影响的学习理论即“概念转变”理论认为:科学学习的过程就是概念转变过程，提出了为概念转变而教.那么作为中学

物理热学部分的教学，其主要目标是让同学们通过热学的学

习.实现其概念发生转变，建立起科学的分子运动论观点.为

了实现概念发生转变，很多的教师和研究者进行了多种尝试，如通过“做中学” “实验探究”等方法来帮助学生建立科学的热观点，都取得了一定的成效.而木文中笔者试从利用热学发展史开展有效教学帮助学生转变概念进行浅析.

大学物理：3.1-2 热力学第一定律及应用

Honda City 2008款 1.5L 手动舒适版 4400×1695×1470 2550 9.68万元 6.5 1.5L 120马力 L4 整车3年/10万公里 5挡手动 506 58.67
Bora 2011款 1.6L 手动时尚型 4540×1775×1467 2610 10.78 8.5 1.6L 105马力 L4 整车2年/6万公里 5挡手动 450 48.12
★特点：
p=const; dp=0
★过程曲线：见右图
★过程方程： V1 V2 T1 T2
★内能、功和热量的变化
特征：系统吸收的热量一
V2
A pdV p(V2 V 1)
部分用来增加系统的内能，另一部分使系统对
V1
外界作功。
Qp U2 U1 p(V2 V1)
定压摩尔热容
★定义
1mol理想气体在等压过程中，温度升高1K时所吸收的热量，称为该物质的定压摩尔热容。
做宏观功和微观功，即通常所说的做功和热传递。
例1：如图所示的三个过程，它们的初、终状态相同，其中过
程②为绝热过程，则（
）
A．过程①吸热为正，过程③吸热为负 B．过程①吸热为负，过程③吸热为正 C．过程①、③均吸热为正 D．过程①、③均吸热为负
例2：一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过程。已知气体在状态A的温度为TA=300K，求

大学物理-热力学第一定律

的关系）
Cp,mCV,mR
证明： Cp,mCV,mpddVTp
CV,m
pddT
RT p
CV,m R
2021/6/7
15
4、比热比：
Cp CV
C p,m CV ,m
1
R CV ,m
1
5、经典热容：由经典能量均分定理得
E
＝
i 2
RT
,
i t r 2s
CV,m1ddE T2i R,
Cp,m
i
2 2
dQ dT
单位：J/K
热容是一个过程量。
1、定压热容
Cp
dQ dT
（压强不变） p
2、定体热容
2021/6/7
CV
dQ （体积不变）
dT V
12
二、摩尔热容
1mol物质的热容
Cm
C
单位：J/(mol·K)
三、理想气体的摩尔热容 1、定体摩尔热容
d Q d E p d V d E
CV,mC V1d dQ TV1d dE T
热量的准静态、无摩擦循环。
高温热库T1 Q1
p 1 Q1
工质 A
|Q2| 低温热库T2
热202机1/6/7循环示意图
2 等温线 T1 绝热线
4
A
0
|Q2| 3 T2 V1 V4 V2 V3 V

大学物理6-2 热力学第一定律的应用(1)

6 – 2
热力学第一定律的应用(1)
第六章热力学基础
计算各等值过程的热量、功和内能的理论基础
（1） pV
m M
RT （理想气体的共性）
dQ dE pdV
解决过程中能
量转换的问题
（2）
Q E
V
V2
1
pdV
（3） E E (T ) （理想气体的状态函数）
（4）各等值过程的特性 .
1
1
RT
1
8 . 5 RT
1
6 – 2
热力学第一定律的应用(1)
第六章热力学基础
作业：
6 – 2
热力学第一定律的应用(1)
第六章热力学基础
定压摩尔热容和定体摩尔热容的关系:
C p ,m C V ,m R
摩尔热容比: 定压的功: 定压的内能: 定压的热量:
C p ,m C V ,m
W p (V 2 V 1 )
m M
R ( T 2 T1 )
E 2 E1
6 – 2
热力学第一定律的应用(1)
第六章热力学基础
对于1-3-2过程，3-2是等体过程，系统不作功，只有1-3 等压过程作功，所以气体对外界所作的功为
W 1 3 2 p 1 (V 3 V 1 ) R ( T 3 T 1 ) RT

大学物理@热力学第一定律1

在某一过程中，外界对系统做的功(–A)与系统吸收的热量(Q)的总和，应该等于系统热力学能U的增量
U Q A
或者对于微小过程
Q U A
dQ dU dA
2、本质
热力学第一定律是包括热现象在内的能量守恒定律，对任何物质的任何过程都成立。
3、说明 •符号规定：
Q U A (U2 U1 ) A
说明：
系统的准静态变化过程可用pV 图上的一条曲线表示，称之为过程曲线。
二、功
当气体作无摩擦的准静态膨胀或压缩时，为了维持气体的平衡态，外界的压强必然等于气体的压强。 II v2
A dA PdV
I v1
说明
A ＝ pdV
V1
V2
P
•系统所作的功与系统的始末状态有关，而且还与路径有关，是一个过程量。
由Q U W有：
9 13 Q RT1 2 RT1 RT1 2 2 （系统吸热）
(2) 对1 3 2过程（先等压后等容）
系统对外作功：A A132 P 1 (V2 V 1 ) R(T3 T 1 ) RT 1
Q 9 11 RT1 RT1 RT1 2 2 （系统吸热）
•气体膨胀时，系统对外界作功气体压缩时，外界对系统作功系统对外界所作的 •作功是改变系统热力学能的一种方法 •本质：通过宏观位移来完成的：机械运动→ 功等于pV 图上过分子热运动程曲线下面的面积

大学物理热力学论文

《大学物理》课程论文

热力学基础

摘要：

热力学第一定律其实是包括热现象在内的能量转换与守恒定律。热力学第二定律则是指明过程进行的方向与条件的另一基本定律。热力学所研究的物质宏观性质，特别是气体的性质，经过气体动理论的分析，才能了解其基本性质。气体动理论，经过热力学的研究而得到验证。两者相互补充，不可偏废。人们同时发现，热力学过程包括自发过程和非自发过程，都有明显的单方向性，都是不可逆过程。但从理想的可逆过程入手，引进熵的概念后，就可以从熵的变化来说明实际过程的不可逆性。因此，在热力学中，熵是一个十分重要的概念。关键词：

（1）热力学第一定律（2）卡诺循环（3）热力学第二定律（4）熵

正文：

在一般情况下，当系统状态变化时，作功与传递热量往往是同时存在的。如果有一个系统，外界对它传递的热量为Q，系统从内能为E1

的初始平衡状态改变到内能为E2的终末平衡状态，同时系统对外做功为A,那么，不论过程如何，总有：

Q= E2—E1+A

上式就是热力学第一定律。意义是：外界对系统传递的热量，一部分

是系统的内能增加，另一部分是用于系统对外做功。不难看出，热力学第一定律气其实是包括热量在内的能量守恒定律。它还指出，作功必须有能量转换而来，很显然第一类永动机违反了热力学第一定律，所以它根本不可能造成的。

物质系统经历一系列的变化过程又回到初始状态，这样的周而复始的变化过程称为循环过程，或简称循环。经历一个循环，回到初始状态时，内能没有改变，这是循环过程的重要特征。卡诺循环就是在两个温度恒定的热源（一个高温热源，一个低温热源）之间工作的循环过程。在完成一个循环后，气体的内能回到原值不变。卡诺循环还有以下特征：

MOOC大学物理热力学第一定律(双语)

热力学准静态过程摩尔热容等温过程等压过程等容过程绝热过程单原子分子双原子分子多原子分子自由度能量均分原理内能
Chapter 21 The first Law of Thermodynamics 21.1 Heat, Work and Internal Energy 21.2 The first Law of Thermodynamics 21.3 Applying the First Law of Thermodynamics
The principle of equipartition of energy : energy is shared equally among the active degrees of freedom, and in particular each active degree of freedom of a 1 molecule has on the average an energy equal to kT
p1 p2
p
1 ( p1 , V1 , T1 ) 2 ( p 2 ,V 2 , T2 )
V1 V2
o
V
21.1 Heat, Work and Internal Energy 1. Heat (process variable 过程量)
1 Calorie=4.186J mechanical equivalent of heat