高二物理热和内能

气体分子运动论基本观点
气体由大量做无规则热运动的分子组 成，分子间存在相互作用力，但在很 多情况下可忽略不计。
气体分子的热运动
气体分子的速率分布
大量气体分子的速率按一定规律分布 ，呈现“中间多、两头少”的分布规 律。
分子永不停息地做无规则热运动，且 温度越高，分子热运动越剧烈。
气体压强和温度微观解释
热量不能自发地从低温物体传 到高温物体。
02
开尔文表述
01
克劳修斯表述
不可能从单一热源吸热，使之完 全变为有用功而不产生其他影响
。
熵增加原理及应用
熵增加原理
在孤立系统中，一个自发的过程总是向着熵增加的方向进行 。
应用
解释自然现象，如为什么热量不会自发地从低温物体传到高 温物体；预测和评估工程系统的效率和可持续性。
气体压强的微观解释
大量气体分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力。单位面积上所受压力的 大小就是气体的压强。
气体温度的微观解释
温度是物体分子热运动平均动能的标志。温度越高，分子热运动的平均动能越 大。对于气体而言，温度升高，分子的平均速率增大，但不是每个分子的速率 都增大。
05
热传导、对流和辐射
热传导现象及规律
梯级利用。
热泵技术
利用热泵技术将环境中的低品位热 能提升为高品位热能，用于供暖或 热水供应等。
太阳能热利用
利用太阳能集热器将太阳能转化为 热能，用于供暖、热水供应或工业 生产等。
THANKS
热力学状态参量
体积V
描述系统几何性质的物理量，表示系统 所占据的空间大小。
压强p
描述系统力学性质的物理量，表示单位 面积上受到的垂直作用力。
温度T
描述系统热学性质的物理量，表示分子 热运动的平均动能。
内能U
描述系统内部能量的物理量，包括分子 动能和分子势能两部分。
02
热力学第一定律
内能概念及计算
对流规律
对流分为自然对流和强制对流。自然对流是由温度梯度引起的，而强制对流则是由外部力（如风扇、泵等）驱动的。 对流过程中，热量传递速率与流体流动状态、物性参数及传热面积等因素有关。
对流的应用
对流在自然界和工程领域广泛存在，如气候模拟、空调系统设计等。
辐射现象及规律
辐射现象
物体通过电磁波传递能量的过程 。
表述二
不可能把热量从低温物体传向高 温物体而不引起其它变化。
功、热量和内能变化关系
做功和热传递是改变物体内能的两种方 式。
物体吸收热量，内能增加；物体放出热 量，内能减少。
对物体做功，物体内能增加；物体对外 做功，物体内能减少。
做功和热传递在改变物体内能上是等效 的。
03
热力学第二定律
热力学第二定律表述
热加工
利用热能对材料进行变形 、连接和表面处理等加工 ，如焊接、锻造、热处理 等。
热能转换
在工业生产中，热能可以 转换为机械能、电能等其 他形式的能量，如蒸汽轮 机、内燃机等。
热在环保和能源领域的应用
废热利用
将工业生产过程中产生的废热进行 回收利用，提高能源利用效率，减
少能源浪费。
热电联产
利用热能发电的同时，回收余热用 于供暖或工业生产等，实现能源的
内能定义
物体内部所有分子热运动的动能和分 子势能的总和，叫做物体的内能。
内能计算
内能是状态量，其大小与物体的温度 、体积、质量和物态有关。对于一定 质量的某种物质，温度升高，内能增 大；温度降低，内能减小。
热力学第一定律表述
表述一
热量可以从一个物体传递到另一 个物体，也可以与机械能或其他 能量互相转换，但是在转换过程 中，能量的总值保持不变。
04
气体动理论基础
理想气体状态方程
1 2
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为气体常数，T为热力学温度。
理想气体假设
分子本身不占体积，分子间无相互作用力，分子 运动遵循牛顿运动定律。
3
理想气体状态方程的适用条件
低压、高温，近似于理想气体的实际气体。
气体分子运动论简介
06
热在生活和科技中应用
热在日常生活中的应用
01
02
03
加热和烹饪
利用热能进行食物的加热 和烹饪，如煮饭、炒菜、 烤面包等。
供暖
在冬季，人们利用热能供 暖，如使用暖气、火炉、 电暖器等。
热水供应
通过热水器等设备，将热 能转化为热水，供人们洗 浴、清洗等使用。
热在工业生产中的应用
热处理
利用热能对材料进行加热 、保温和冷却等处理，以 改变其组织结构和性能， 如钢铁的淬火、回火等。
高二物理热和内能Leabharlann 汇报人：XX汇报时间：
目录
• 热学基本概念 • 热力学第一定律 • 热力学第二定律 • 气体动理论基础 • 热传导、对流和辐射 • 热在生活和科技中应用
01
热学基本概念
温度与热量
01
温度
表示物体冷热程度的物理量， 是分子热运动平均动能的标志
。
02
热量
在热传递过程中，物体间内能 的转移量，是一个过程量。
辐射规律
所有物体都会发射辐射能，其发 射能力与物体温度有关。黑体辐 射是辐射现象中的一个特例，其 发射能力最强。此外，辐射还遵 循普朗克辐射定律和斯特藩-玻尔 兹曼定律等。
辐射的应用
辐射在太阳能利用、遥感技术、 红外测温等领域有广泛应用。同 时，人们也需注意防范过度辐射 带来的危害，如紫外线辐射、核 辐射等。
可逆过程与不可逆过程
可逆过程
系统经过某一过程从状态1变到状态2后，如果能使系统和环境都完全复原，则这样的过 程称为可逆过程。
不可逆过程
不能用任何方法把系统和环境完全恢复到原来状态的过程，称之为不可逆过程。
区别与联系
可逆过程是理想化的抽象，严格来讲现实中并不存在，但它反映实际过程进行的趋势和最 大限度，提供了分析问题的途径和方法；不可逆过程是大量分子参与的宏观过程，具有方 向性，是不可避免的。
热传导现象
热量从高温物体自发地传向低温 物体的现象。
热传导规律
热传导遵循傅里叶定律，即单位时 间内通过单位面积的热量与垂直于 该面积方向上的温度变化率和热传 导系数成正比。
热传导的应用
在工程技术中，常利用热传导规律 进行散热设计、热绝缘设计等。
对流现象及规律
对流现象
流体内部质点发生相对位移的热量传递过程。
03
热力学温标
以热力学第二定律为基础建立 的温标，用符号T表示，单位是
开尔文（K）。
热力学系统与过程
03
热力学系统
热力学过程
平衡态
由大量微观粒子（如分子、原子等）组成 的宏观物体，简称系统。
系统状态随时间的变化过程，简称过程。
系统在没有外界影响时，其内部各部分的 状态参量达到稳定且不再随时间变化的状 态。