热力学复习知识点汇总
工程热力学知识点总结
工程热力学知识点总结一、热力学基本概念1.1 系统和环境1.2 状态量和过程量1.3 定态和非定态过程1.4 热平衡和热力学温度二、热力学第一定律2.1 能量守恒原理2.2 内能和焓2.3 热机效率和制冷系数三、热力学第二定律3.1 熵的概念与意义3.2 熵增原理与熵减原理3.3 卡诺循环及其效率四、物质的状态方程及其应用4.1 物态方程的概念与分类4.2 伯努利方程及其应用4.3 范德华方程及其应用五、相变热力学基础知识5.1 相变的基本概念5.2 相变过程中的物态方程5.3 相变焓和相变熵六、理想气体状态方程及其应用6.1 理想气体状态方程6.2 绝热过程中理想气体的温度压强关系6.3 恒容过程中理想气体内能变化七、混合气体热力学基础知识7.1 混合气体的概念7.2 混合气体的状态方程7.3 理想混合气体的热力学性质八、化学反应热力学基础知识8.1 化学反应的基本概念8.2 化学反应焓变和熵变8.3 反应平衡条件及其判定九、传热基础知识9.1 传热方式及其特点9.2 热传导方程及其解法9.3 对流传热及其换热系数十、工程热力学分析方法10.1 理想循环分析方法10.2 实际循环分析方法10.3 燃料空气循环分析方法十一、工程热力学实际应用11.1 能量转换装置的工作原理与性能分析11.2 能量转换装置的优化设计与运行控制11.3 工业过程中能量利用与节能技术总结:本文介绍了工程热力学知识点,包括了基本概念、第一定律和第二定律、物质状态方程及其应用、相变热力学基础知识、理想气体状态方程及其应用、混合气体热力学基础知识、化学反应热力学基础知识、传热基础知识、工程热力学分析方法和工程热力学实际应用。
这些知识点是工程热力学的核心内容,对于掌握能源转换与利用技术以及节能减排具有重要意义。
热力学复习要点梳理与总结
热力学复习要点梳理与总结热力学是物理学中的重要分支,研究物质及其相互作用中所涉及的能量转化与传递规律。
为了更好地复习热力学知识,以下是热力学的核心要点进行梳理与总结。
一、热力学基本概念1. 热力学系统:指所研究的物质或物质的集合。
可以分为封闭系统、开放系统和孤立系统三种。
2. 热力学平衡:指热力学系统各个部分相互之间没有宏观可观测到的差别。
3. 热力学第零定律:当两个系统与第三个系统分别达到热力学平衡时,这两个系统之间也达到热力学平衡,它们之间的温度相等。
4. 热力学第一定律:能量守恒定律,系统的内能变化等于系统对外做功加热量的代数和。
5. 热力学第二定律:自发过程只会在熵增加的方向上进行。
二、热力学方程1. 理想气体状态方程:pV = nRT,其中p表示气体的压强,V表示气体的体积,n表示气体的摩尔数,R为气体常量,T表示气体的温度。
2. 等温过程:系统温度恒定,内能不变。
pV = 常数。
3. 绝热过程:系统与外界没有能量的交换,熵不变。
pV^γ = 常数,其中γ为气体的绝热指数。
4. 等容过程:系统体积恒定,内能变化全部转化为热量。
p/T = 常数。
5. 等压过程:系统压强恒定,内能变化全部转化为热量。
V/T = 常数。
6. 等焓过程:系统焓恒定,内能变化全部转化为热量。
Q = ΔH,其中Q表示吸热量,ΔH表示焓变化。
三、热力学循环1. 卡诺循环:由等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩、绝热压缩四个过程组成,是一个理想的热力学循环。
它能够以最高效率转换热能为功。
2. 斯特林循环:由等容膨胀、绝热膨胀、等容压缩、绝热压缩四个过程组成,可应用于制冷领域。
四、热力学熵1. 熵的定义:系统的无序程度。
dS = dQ/T,其中dS表示系统熵变,dQ表示系统吸热量,T表示系统温度。
2. 熵增原理:孤立系统熵不断增加,自发过程只能在熵增加的方向上进行。
3. 等温过程中熵变:ΔS = Q/T。
五、熵与热力学函数1. 熵与状态函数:熵是状态函数,只与初末状态有关,与过程无关。
大学热学物理知识点总结
大学热学物理知识点总结1.热力学基本定律热力学基本定律是热学物理的基础,它包括三个基本定律,分别是热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律。
(1)热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律的热学表述,它规定了热力学系统能量的守恒性质。
简单地说,热力学第一定律表明了热力学系统能量的增减只与系统对外界做功和与外界热交换有关。
热力学第一定律的数学表达式为ΔU=Q-W,其中ΔU表示系统内能的增量,Q表示系统吸热的大小,W表示系统对外界所作的功。
由此可以看出,系统的内能变化量等于吸收热量减去做的功。
(2)热力学第二定律热力学第二定律是热力学系统不可逆性的表述,它规定了热力学系统内部的熵增原理,即系统的熵不会减小,而只会增加或保持不变。
简单地说,热力学第二定律表明了热力学系统内部的任何一种热力学过程都是不可逆的。
这意味着热力学系统永远无法使热量全部转化为功,总会有一部分热量被转化为无效热。
热力学第二定律还表明了热力学过程的方向性,即热量只能从高温物体传递到低温物体,而不能反向传递。
(3)热力学第三定律热力学第三定律规定了当温度趋于绝对零度时,任何物质的熵都将趋于一个有限值,这个有限值通常被定义为零。
简单地说,热力学第三定律表明了在绝对零度时,任何系统的熵都将趋于零。
热力学第三定律的提出对于热学物理的研究具有非常重要的意义,它为我们理解热学系统的性质提供了重要的基础。
2.热力学过程热力学过程是指热力学系统内部发生的一系列变化,包括各种状态参数的变化和热力学系统对外界的能量交换。
常见的热力学过程有等温过程、绝热过程、等容过程和等压过程等。
这些过程在日常生活以及工业生产中都有着广泛的应用。
(1)等温过程等温过程是指在恒定温度下进行的热力学过程。
在等温过程中,系统对外界做的功和吸收的热量之比是一个常数。
这意味着等温过程的压强和体积成反比,在P-V图上表现为一条双曲线。
常见的等温过程有等温膨胀和等温压缩等。
(2)绝热过程绝热过程是指在无热交换的情况下进行的热力学过程。
热学内容知识点总结
热学内容知识点总结热学的主要内容包括热力学和热传导学。
热力学是热学的基础,它研究热量和功的相互转化过程,以及物质在不同温度下的性质和行为。
热传导学则是研究热量在物体中的传播和传递规律。
此外,热学还涉及到热辐射和相变等内容。
热学在工程技术中有着广泛的应用,如热力机械、制冷空调、火箭发动机等都是依据热学原理来设计和工作的。
在热学的学习过程中,有一些重要的知识点需要我们重点掌握。
下面我们就来总结一下热学的重要知识点。
1. 热力学基本概念热学的基本概念包括热平衡、热容量、热力学系统、热力学过程等。
热平衡是指在相互接触的物体之间,不存在能量的净交换,它们的温度不再发生变化的状态。
热容量是物体对热量的吸收能力的度量,它是指物体温度升高一个度所需的热量。
热力学系统是研究的对象,可以是封闭系统、开放系统或孤立系统。
热力学过程是指系统从一个状态变为另一个状态的过程,包括等容过程、等压过程、等温过程、绝热过程等。
2. 热力学定律热学定律是热学研究的基础,包括热力学第一定律、热力学第二定律、热力学第三定律等。
热力学第一定律是能量守恒定律的推论,它表明热量和功是可以相互转化的。
热力学第二定律是热过程方向性的定律,它表明热量不会自发地从低温物体传到高温物体,也就是热量不会自发地从冷的地方传到热的地方。
热力学第三定律则是介绍了绝对零度的概念,它规定在绝对零度时物体的熵为零。
3. 热力学循环热力学循环是指一个系统在不断地被热源加热和被冷源散热的过程中所经历的一系列热力学过程。
热力学循环包括卡诺循环、斯特林循环、布雷顿循环等。
卡诺循环是一个理想的热力学循环,它由等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩、绝热压缩四个过程组成。
卡诺循环具有最高的效率,它为热机的效率提供了理论上的极限。
4. 热力学参数热力学参数是热学研究中的重要内容,包括温度、热量、功、熵等。
温度是物体内能的一种度量,它是物体热平衡状态的一种指标。
热量是热能的转移形式,它是物体之间由于温度差产生的能量交换。
热力学定律知识点
热力学定律知识点热力学定律是研究物质热力学性质的基本规律,包括能量守恒定律、熵增定律、热力学温标和热力学过程等方面的内容。
下面将具体介绍这些热力学定律的知识点。
一、能量守恒定律能量守恒定律是热力学中的基本定律之一,它指出在一个孤立系统中,能量的总量是恒定不变的。
换句话说,能量既不能被创造也不能被毁灭,只能从一种形式转化为另一种形式。
能量守恒定律适用于各种物理过程,无论是机械过程、热力学过程还是化学过程。
在这些过程中,能量可以以不同的形式存在,如机械能、热能、化学能等。
根据能量守恒定律,系统中所有形式的能量的总和不会发生变化,只会相互转化。
二、熵增定律熵增定律是热力学中的另一个重要定律,它描述了自然界中熵(系统的无序程度)的增加趋势。
根据熵增定律,一个孤立系统的熵在正向过程中总是增加的。
熵增定律可以从微观角度解释。
在一个孤立系统中,分子的运动是随机的,当系统发生变化时,分子的排列和速度分布也会发生变化,从而导致系统的熵增加。
这个过程是不可逆的,即无法逆转。
三、热力学温标热力学温标是用来测量温度的尺度,它是建立在热力学定律基础上的。
热力学温标与其他温标(如摄氏温标、华氏温标)不同的是,它是基于热力学过程的性质进行定义的。
热力学温标的基本原理是根据热力学过程的可逆性,将温度定义为系统的热平衡状态下的某个性质。
在热平衡状态下,系统内部各部分之间没有宏观的热量传递,即系统各部分的温度相等。
热力学温标的单位是开尔文(K)。
四、热力学过程热力学过程是指物质在不同温度和压力条件下发生的变化过程。
根据热力学定律,热力学过程可以分为准静态过程和非准静态过程。
准静态过程是指系统在每一步都处于平衡状态下进行的过程。
在准静态过程中,系统的各个参数(如温度、压力、体积等)都发生连续变化,且变化过程非常缓慢,以至于系统始终处于平衡状态。
准静态过程是热力学中用来推导和分析问题的一种理想化模型。
非准静态过程是指系统在进行过程中不处于平衡状态下的过程。
热力学知识点
填空题
1 A-B二元系固溶体,如果 >0,而且温度不高,则摩尔自由能曲线所形成拐点。这时整个成分范围可以分成三个区域,分别称为:稳定区、失稳区和亚稳区
2在固溶体的亚稳区成分范围内,固溶体会发生分解,但不能以失稳分解的机制发生,而要通过普通的形核长大机制进行。
2试证明晶界偏析这一热力学现象的平衡判据——平行线法则
3试在摩尔自由能成分曲线即Gm-X图中标出,一个二元固溶体α,析出同结构固溶体的相变驱动力和形核驱动力,并分析对两组元的相互作用能和温度有何要求,析出什么成分的晶核时驱动力最大。
计算题
1Байду номын сангаас
3第二相析出是指从过饱和固溶体中析出另一结构的相
4弯曲表面的表面张力 和附加压力P的关系式为 ,假设弯曲表面的半径为r.
5根据Trouton定律:多数物质的液体在沸点汽化时的熵变约是气体常数R的11倍
论述题
1如图所示A-B二元系中,成分低于 的γ单相可以通过无扩散相变,转变成同成分不同结构的α单相。若γ相及α相都可以用正规溶体近似描述,试写出其无扩散相变驱动力表达式并加以证明。
计算题
1已知Fe-W合金中,W在γ相及α相中的分配系数 ,α中W的含量为 ,试求在1100OC下,纯铁的相变自由能
2在Fe-Sb合金中,Sb在γ相及α相中的分配系数 ,试计算在1100OC下两相的平衡成分。已知在1100OC下,纯铁的相变自由能 =-116J•mol-1
3如果A-B二元系中的固相的相互作用键能具有成分依存性,关系为 ,试求溶解度间隙的顶点温度。
4一级相变:压力一定时,在可逆相变温度下,成分不变相变的母相和新相化学势相等,而化学势对温度、压力的一阶偏微分不等的相变。特点是发生一级相变时会伴随体积和熵(焓)的突变。
热力学复习知识点汇总
概 念 部 分 汇 总 复 习第一章 热力学的基本规律1、热力学与统计物理学所研究的对象:由大量微观粒子组成的宏观物质系统其中所要研究的系统可分为三类孤立系:与其他物体既没有物质交换也没有能量交换的系统; 闭系:与外界有能量交换但没有物质交换的系统; 开系:与外界既有能量交换又有物质交换的系统。
2、热力学系统平衡状态的四种参量:几何参量、力学参量、化学参量和电磁参量。
3、一个物理性质均匀的热力学系统称为一个相;根据相的数量,可以分为单相系和复相系。
4、热平衡定律(热力学第零定律):如果两个物体各自与第三个物体达到热平衡,它们彼此也处在热平衡.5、符合玻意耳定律、阿氏定律和理想气体温标的气体称为理想气体。
6、范德瓦尔斯方程是考虑了气体分子之间的相互作用力(排斥力和吸引力),对理想气体状态方程作了修正之后的实际气体的物态方程。
7、准静态过程:过程由无限靠近的平衡态组成,过程进行的每一步,系统都处于平衡态。
8、准静态过程外界对气体所作的功:,外界对气体所作的功是个过程量。
9、绝热过程:系统状态的变化完全是机械作用或电磁作用的结果而没有受到其他影响。
绝热过程中内能U是一个态函数:A B UU W -= 10、热力学第一定律(即能量守恒定律)表述:任何形式的能量,既不能消灭也不能创造,只能从一种形式转换成另一种形式,在转换过程中能量的总量保持恒定;热力学表达式:Q W U U A B +=-;微分形式:W Q Ud d d +=11、态函数焓H :pV U H +=,等压过程:Vp U H ∆+∆=∆,与热力学第一定律的公式一比较即得:等压过程系统从外界吸收的热量等于态函数焓的增加量。
12、焦耳定律:气体的内能只是温度的函数,与体积无关,即)(T U U =。
13.定压热容比:ppT H C ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=;定容热容比:V V T U C ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂= 公式:nR C C V p=-14、绝热过程的状态方程:const =γpV ;const =γTV ;const 1=-γγT p 。
热统期末知识点总结
热统期末知识点总结一、热力学基础知识1. 热力学系统:封闭系统、开放系统、孤立系统2. 热力学过程:等容过程、等压过程、等温过程、绝热过程3. 热力学第一定律:能量守恒定律4. 热力学第二定律:热力学不可逆定律5. 热力学第三定律:绝对零度不可达定律二、热力学状态方程1. 理想气体状态方程:PV=nRT2. 绝热方程:PV^γ=常数3. van der Waals方程:(P+a/V^2)(V-b)=RT三、热力学过程1. 等容过程:ΔU=Q,W=02. 等压过程:ΔU=Q-PΔV,W=PΔV3. 等温过程:Q=W,ΔU=04. 绝热过程:Q=0,ΔU=−W四、热力学循环1. 卡诺循环:由等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩、绝热压缩四个过程组成的热力学循环2. 卡诺循环效率:η=1- T2/T13. 高效率循环:例如布雷顿循环、热力循环等五、熵和熵增原理1. 熵:系统的无序程度的度量2. 熵增原理:孤立系统的熵不会减少六、热力学定值1. 等温线:PV=常数2. 等容线:P/T=常数3. 等熵线:PV^(γ-1)=常数4. 绝热线:P*V^γ=常数七、不可逆循环1. 单级制冷机和热泵2. 制冷系数和制冷效率3. 制冷系统和热泵系统的效率八、传热1. 传热方式:导热、对流、辐射2. 热传导方程:Q=κAΔT/Δx3. 对流换热方程:Q=mcΔT4. 辐射换热:∈AσT^4九、热力学关系1. 准静态过程:在系统进行状态变化的过程中,系统每一瞬间的参数都可以近似看作平衡的过程2. 等压过程、等容过程、绝热过程的特点及实际应用3. 内能、焓、熵等热力学量的物理意义和计算公式十、热力学定律1. 卡诺定理:卡诺热机效率只与工作物质两个温度有关2. 克劳修斯不等式:任何两个热机无法达到或超过Carnot热机效率3. 热力学循环ΔS=0:卡诺循环4. 有用工作和抽取热5. 充分条件为ΔU=0十一、工程应用1. 蒸汽发动机2. 内燃机3. 空气压缩机总结:热态学是描述热力学性质以及热力学基本定律的一门学科,它研究热力学定态下物质的性质及其变化。
热力学重点知识总结(期末复习必备)
热力学重点知识总结(期末复习必备)热力学重点知识总结 (期末复必备)1. 热力学基本概念- 热力学是研究物质和能量转化关系的科学领域。
- 系统:研究对象,研究所关注的物体或者物质。
- 环境:与系统相互作用的外部世界。
- 边界:系统与环境之间的分界面。
2. 热力学定律第一定律:能量守恒定律- 能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只会在不同形式之间转化。
- $\Delta U = Q - W$,其中 $U$ 表示内能,$Q$ 表示传热量,$W$ 表示对外界做功。
第二定律:热力学箭头定律- 热量不会自发地从低温物体传递到高温物体,而是相反的方向。
- 热量自发地会沿着温度梯度从高温物体传递到低温物体。
- 第二定律的一个重要应用是热机效率计算:$\eta =\frac{W}{Q_H}$,其中 $Q_H$ 表示从高温热源吸收的热量,$W$ 表示对外界做的功。
第三定律:绝对零度定律- 温度无法降低到绝对零度,即 $0$K 是一个温度的下限。
- 第三定律提供了热力学的温标基准,即绝对温标。
3. 热力学过程绝热过程- 绝热过程是指在过程中不与环境发生热量交换的过程。
- 绝热过程中,系统的内能会发生改变,但传热量为零。
等温过程- 等温过程是指在过程中系统与环境保持恒定的温度。
- 在等温过程中,系统的内能不变,但会发生热量交换。
绝热可逆过程- 绝热可逆过程是指绝热过程与可逆过程的结合。
- 在绝热可逆过程中,系统不仅不与环境发生热量交换,还能够在过程中达到热力学平衡。
4. 热力学系统分类封闭系统- 封闭系统是指与环境隔绝,但能够通过物质和能量交换来进行工作的系统。
开放系统- 开放系统是指与环境可以进行物质和能量交换的系统,也称为流体系统。
孤立系统- 孤立系统是指与环境既不进行物质交换,也不进行能量交换的系统。
5. 热力学熵- 熵是热力学中一个重要的物理量,表示系统的无序程度或混乱程度。
- 熵的增加反映了系统的混乱程度的增大,熵的减少反映了系统的有序程度的增大。
中考化学热力学知识点归纳
中考化学热力学知识点归纳热力学是化学中一个重要的分支,它研究物质系统与能量之间的关系。
在中考化学中,热力学的知识点主要包括以下几个方面:1. 热力学基本概念:- 温度:表示物体冷热程度的物理量。
- 热量:在热传递过程中传递的能量。
- 热能:物体内部分子运动的能量。
2. 热化学方程式:- 热化学方程式表示化学反应中能量变化的方程式。
- 需要标明反应物和生成物的状态,以及反应的焓变。
3. 能量守恒定律:- 能量既不能被创造,也不能被消灭,只能从一种形式转化为另一种形式,或从一个物体转移到另一个物体。
- 在任何封闭系统中,能量的总量是恒定的。
4. 焓变:- 焓变(ΔH)是系统在恒压条件下发生化学反应时能量的变化量。
- 吸热反应的焓变为正,放热反应的焓变为负。
5. 热力学第一定律:- 第一定律是能量守恒定律在热力学过程中的表述,即系统吸收的热量等于系统内能的增加量加上对外做的功。
6. 热力学第二定律:- 第二定律表述了能量转换的方向性,即自发过程总是向着熵增加的方向进行。
7. 熵:- 熵是表示系统无序程度的物理量。
- 熵增加通常与系统变得更加无序相关。
8. 热力学第三定律:- 第三定律指出,在绝对零度下,所有完美晶体的熵为零。
9. 热力学过程:- 等温过程:系统温度保持不变的过程。
- 等压过程:系统压力保持不变的过程。
- 等容过程:系统体积保持不变的过程。
- 绝热过程:系统与外界没有热量交换的过程。
10. 化学反应的热效应:- 吸热反应:需要吸收热量才能进行的反应。
- 放热反应:在反应过程中释放热量的反应。
结束语:热力学在化学中的应用非常广泛,它不仅帮助我们理解化学反应中的能量变化,还对材料科学、环境科学等领域有着重要的影响。
掌握热力学的基本概念和原理,对于深入理解化学现象和进行科学探究具有重要意义。
希望以上的知识点归纳能够帮助同学们在中考化学中取得优异的成绩。
工程热力学知识点笔记总结
工程热力学知识点笔记总结第一章热力学基本概念1.1 热力学的基本概念热力学是研究能量与物质的转化关系的科学,它关注热与功的转化、能量的传递和系统的状态变化。
热力学中最基本的概念包括系统、热力学量、状态量、过程、功和热等。
1.2 热力学量热力学量是描述系统的性质和状态的物理量,包括内能、焓、熵、自由能等。
内能是系统的总能量,焓是系统在恒压条件下的能量,熵是系统的无序程度,自由能是系统进行非体积恒定的过程中能够做功的能量。
1.3 热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒的表达形式,在闭合定容系统中,系统的内能变化等于系统所接受的热量减去系统所做的功。
1.4 热力学第二定律热力学第二定律是描述系统不可逆性的定律,它包括开尔文表述和克劳修斯表述。
开尔文表述指出不可能将热量完全转化为功而不引起其他变化,克劳修斯表述指出热量自然只能从高温物体传递到低温物体。
根据第二定律,引入了熵增大原理和卡诺循环。
1.5 热力学第三定律热力学第三定律是指当温度趋于绝对零度时,系统的熵趋于零。
这一定律揭示了绝对零度对热力学过程的重要意义。
第二章热力学系统2.1 定态与非定态定态系统是指系统的性质在长时间内不发生变化,非定态系统是指系统的性质在长时间内发生变化。
2.2 开放系统与闭合系统开放系统是指与外界交换物质和能量的系统,闭合系统是指与外界不交换物质但可以交换能量的系统。
2.3 热力学平衡热力学平衡是指系统内各部分之间的温度、压力、化学势等性质达到一致的状态。
系统处于热力学平衡时,不会产生宏观的变化。
第三章热力学过程3.1 等温过程在等温过程中,系统的温度保持不变,内能的变化全部转化为热量输给外界。
3.2 绝热过程在绝热过程中,系统不与外界交换热量,内能的变化全部转化为对外界所做的功。
3.3 等容过程在等容过程中,系统的体积保持不变,内能的变化全部转化为热量。
3.4 等压过程在等压过程中,系统的压强保持不变,内能的变化转化为对外界所做的功和系统所吸收的热量。
高一化学热力学知识点归纳
高一化学热力学知识点归纳热力学是研究物质的热现象和能量转化规律的科学,对于高中化学学科而言,热力学是一个重要的内容。
在高一化学学习中,我们首次接触了热力学的基本概念和理论,下面对几个重要的热力学知识点进行归纳。
1. 系统与热力学参数在热力学中,我们将研究对象称为系统。
系统可以是一个物体、一瓶气体、一个化学反应容器等等。
热力学参数是用来描述系统状态的指标,包括温度、压强、体积、物质的摩尔数等。
这些参数可以在热力学计算中起到重要的作用。
2. 热力学第一定律热力学第一定律也称为能量守恒定律,它指出能量从一种形式转化为另一种形式时,总能量守恒。
在化学反应中,热力学第一定律可以表示为ΔU = q + w,其中ΔU表示系统的内能变化量,q表示热量的变化量,w表示对外界做功的变化量。
3. 热容与比热容热容是物体在温度变化时吸收或释放的热量与温度变化之比。
比热容则是单位质量物质在温度变化时吸收或释放的热量与温度变化之比。
热容和比热容是描述物体热性质的重要参数,通常用符号C表示。
4. 熵的概念熵是描述系统无序程度的物理量,用符号S表示。
熵的增加意味着系统的无序性增加,熵的减小意味着系统的有序性增加。
熵在热力学中是一个重要的概念,它与能量转化、自发性过程等有密切的关系。
5. 热力学第二定律热力学第二定律是热力学中的基本规律之一,它包含了熵增定律和热力学箭头。
熵增定律指出,在自发过程中,系统的熵总是增加的。
热力学箭头则指出热量只能从高温物体传递到低温物体,不可能反向传递。
6. 等温过程、绝热过程和绝热指数在热力学中,等温过程指的是系统保持恒定温度的过程,绝热过程指的是系统与外界没有热交换的过程。
绝热指数则是指绝热过程中理想气体的压强与体积之比的幂指数,通常用符号γ表示。
对于单原子理想气体来说,γ等于5/3;对于双原子理想气体来说,γ等于7/5。
7. 热力学循环热力学循环是指一系列热力学过程组成的闭合路径,常见的热力学循环包括卡诺循环、斯特林循环和朗肯循环等。
高等化工热力学复习考点
3、常用位能函数
4、常用分子力场
5、系综的概念与种类
6、配分函数
7、径向分布函数
8、晶格模型理论与胞腔论
9、微扰理论
10、高分子溶液的晶格模型理论
二、重点公式及推导
1、剩余函数与超额函数
2、逸度与逸度系数、活度与活动系数
3、汽液相平衡关系式
4、β∝ 的推导
5、U= kt2( )N,V推导
6、由位形配分函数推导范德华方程p = +kT( )T,N
7、HV混合规则的推导
8、第二维里系数的统计力学基础
三、重点掌握的方法
1、相平衡(汽液)计算方法
1、已知萨日兰流体模型的位能函数为u(r) = ,且第二维里系数B与位能函数间的关系为B=2πNA ,试推导第二维里系数计算式。
2、推导出Berthelot状态方程p= - 中的常数项a、b和临界温度、临界压力之间的关系。
高等化工热力学考试重点
一、基本概念
1、定域子系统与离域子系统:
定域子系统(定位系统、可别粒子系统):体系中的粒子彼此可以分辨。例如原子晶体中,粒子在固定的晶格位置上作振动,每个位置可以想象给予编号而加以区分,所以定位体系的微观态数是很大的。
离域子系统(非定位系统、等同粒子系统):体系中的粒子彼此不可以分辨。例如气体分子,总是处于混乱运动之中,彼此无法分辨,所以气体是非定位体系,它的微观状态数在粒子数相同的情况下要比定位体系少得多。
化工热力学专业知识点总结
化工热力学专业知识点总结一、物质的热力学性质1.热力学状态方程:描述热力学系统状态的方程,可以通过实验数据拟合得到,常见的有理想气体状态方程、范德华方程等。
2.热力学过程:系统经历的状态变化过程,包括等温过程、等容过程、绝热过程等,这些过程可以通过热力学定律进行定量描述和分析。
3.热力学势函数:用来描述系统稳定状态的函数,常见的有焓、内能、吉布斯函数等。
4.相变热力学性质:液相、气相、固相之间的相互转化过程,包括液气平衡、固液平衡等。
5.热力学平衡条件:系统达到热力学平衡的条件,包括热平衡、力学平衡、相平衡等。
二、热力学定律1.热力学第一定律:能量守恒定律,即能量既不会凭空消失,也不会凭空产生,只会在不同形式之间进行转化。
2.热力学第二定律:热不能自发地从低温物体传递到高温物体,这是宇宙中熵增加的基本规律。
3.热力学第三定律:当温度趋近于绝对零度时,系统的熵趋于常数,这是绝对零度不可能实现的热力学定律。
化工热力学不仅包含了上述物质的热力学性质和热力学定律,还涉及到一些实际的应用技术和工程问题。
例如,化工过程中的热力学分析、热力学循环、热能利用、燃烧热力学等内容。
下面我们来重点介绍一些与化工工程实际相关的热力学知识点。
三、热力学循环1.卡诺循环:理想可逆循环过程,由等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩四个过程组成,是热机效率的理论极限。
2.汽轮机循环:以水蒸气为工质的循环,包括理想朗肯循环、实际朗肯循环、再热朗肯循环等。
3.制冷循环:以制冷剂为工质的循环,包括制冷机、空调机、冷冻机等。
四、燃烧热力学1.燃烧过程:燃烧是一种复杂的热力学过程,包括燃烧反应机理、燃料燃烧热值、燃烧平衡等内容。
2.燃烧产物:燃料燃烧的产物包括二氧化碳、水蒸汽、一氧化碳、氨气、硫化物等,这些产物的生成与燃烧条件密切相关。
3.燃烧效率:燃料的利用效率,可以通过燃烧反应焓变来计算。
五、化工热力学应用1.热力学分析:化工反应器设计、炼油装置设计、化工装备热力计算等都需要进行热力学分析。
热力学复习知识点汇总
热力学复习知识点汇总概念部分汇总复第一章热力学的基本规律1、热力学和统计物理学研究的对象是由大量微观粒子组成的宏观物质系统。
根据能量和物质交换的情况,研究系统可分为孤立系、闭系和开系。
2、热力学系统平衡状态的四种参量是几何参量、力学参量、化学参量和电磁参量。
3、一个物理性质均匀的热力学系统称为一个相,根据相的数量,可以分为单相系和复相系。
4、热平衡定律(热力学第零定律)表述:如果两个物体各自与第三个物体达到热平衡,它们彼此也处在热平衡。
5、符合玻意耳定律、阿氏定律和理想气体温标的气体称为理想气体。
6、XXX方程是对理想气体状态方程作了修正之后的实际气体的物态方程,考虑了气体分子之间的相互作用力(排斥力和吸引力)。
7、准静态过程是由无限靠近的平衡态组成,过程进行的每一步,系统都处于平衡态。
8、准静态过程外界对气体所作的功是个过程量。
9、绝热过程是系统状态的变化完全是机械作用或电磁作用的结果而没有受到其他影响。
绝热过程中内能是一个态函数。
10、热力学第一定律(能量守恒定律)表述:任何形式的能量既不能消灭也不能创造,只能从一种形式转换成另一种形式,在转换过程中能量的总量保持恒定。
11、态函数焓H是系统内能U和体积V的函数,等压过程中,系统从外界吸收的热量等于焓的增加量。
12、焦耳定律表述:气体的内能只是温度的函数,与体积无关。
13、定压热容比Cp是内能U对温度T的偏导数,定容热容比Cv是焓H对温度T的偏导数,两者之差为nR。
14、绝热过程的状态方程为pV^γ=const,TV^(γ-1)=const,其中γ为定压热容比和定容热容比的比值。
15、卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成,正循环为卡诺热机,效率为η=1-T2/T1,逆循环为卡诺制冷机,效率为η=(T1-T2)/T1(只能用于卡诺热机)。
1、获得低温的方法有两种:节流过程和绝热膨胀过程。
在节流过程中,气体的温度会发生变化,这被称为焦耳-汤姆孙效应。
热力学基础知识点
热力学基础知识点1、热力学特性–焓焓是热力学系统的一个特性,其计算公式为:系统内部能量加上系统内气体压力与容积的乘积。
物理意义:单位质量所增加或移走的热量就是物质的焓的变化量。
它的符号为“∆h”。
即h = E + pVh = 焓E = 内部能量p = 压力V = 容积焓的单位千焦/千克- kJ/kg英国热量单位/磅- BTU/lb2、热力学特性–熵在不做功的情况下向物质转移能量,就能增强物质的混乱程度。
这叫做物质的熵。
混乱程度越高,熵就越大。
在不施加功的情况下,这种混乱状态是不可逆的(即无法回到原来的次序)。
例如:1、在不做功的情况下转移能量,能使冰融化成水,但在不施加功的情况下,无法让水重新变成冰。
2、一盒新的扑克牌,所有牌都是依次排列。
通过洗牌,可以打乱牌的顺序。
现在取一盒顺序混乱的扑克牌,然后洗牌。
扑克牌无法回到原来的顺序。
3、拿一罐空气清新剂,按下按钮。
空气清新剂从罐中喷出,飘散到房间四周。
现在想象一下,将空气清新剂收集起来,重新放回罐子里。
做不到,对不对?∆S = Q/TQ = 吸收的热量T = 温度熵的单位千焦/千克•开氏度- kJ/kg.K英国热量单位/磅。
兰氏温标。
- BTU/lb.R2纯物质的特性纯物质的特性可以绘制成图表。
1、压力–温度图(P - T 图)2、温度–熵图(T - S 图)3、温度–焓图(T - h 图)4、压力–焓图(P - h 图)注意:压力–焓图经常用于制冷和空调系统。
现在举例如下:1、温度–焓图(T-h 图)水的温度–焓图水的温度–焓图(不同压力)2、压力–温度图(CO2 相态图)CO2 的压力–温度图3、压力–焓图(P-h 图)4、压力–焓图(P-h 图)1、压力-焓图是纯物质的特性图。
2、图中包含物质的一些更为重要的特性,例如温度、压力、比容、密度、比热、焓或熵。
5、P-h 图和Log(P)-h 图3压力–焓图(Log(P)-h 图)1、压焓图概述1)、图中有三个区域,分别表示液体-混合物- 蒸气2)、这些区域用蓝色的半圆形曲线隔开,这条曲线叫做饱和曲线。
热力学知识点总结及习题
1.热力学第零定理:如果两个物体各自与第三个物体达到热平衡,他们彼此也必然处于热平衡2.热力学第一定律:能量可以从一种形式转变为另一种形式,但在转化过程中能量的总量保持不变3.热力学第二定理:实质:自然界中一切与热现象有关的实际过程都是不可逆过程,他们有一定的自发进行的方向开式:不可能从单一热源吸热使之完全变成有用的功而不引起其他变化 克式:不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化热力学第三(绝对零度定理):不可能通过有限步骤是一个物体冷却到热力学温度的零度4.孤立系统:与外界无物质、无能量交换 dQ=0 dW=05.封闭系统:与外界无物质交换、有能量交换 dQ ≠0 dW=06.准静态过程:是一个进行得无限缓慢以致系统连续不断的经历着一些列平衡态的过程。
只有系统内部各部分之间及系统与外界之间始终同时满足力学、热学、化学平衡条件的过程才是准静态过程(准静态过程是一个理想过程)7.熵增加原理:系统经可逆绝热过程熵不变,经不可逆绝热过程熵增加,在绝热条件下,熵减少过程是不可能实现的。
8.广延量:与系统大小成正比的热力学量(如质量M 、体积V 、内能U 等) 强度量:不随系统大小变化的热力学量(如系统的P 、T 、ρ等)9.获得低温的方法:节流过程、节流过程与绝热膨胀相结合、绝热去磁制冷、激光制冷、核绝热去磁10.特性函数的定义:在适当选择独立变量条件下,只要知道系统的一个热力学函数,就可以用只求偏导数的方法求出系统的其他基本热力学函数,从而完全确定均匀系统的平衡性质,这个热力学函数就称为特性函数。
11.一级相变:在相变点两点的化学势连续,但化学势的一阶偏导数存在突变12.二级相变:在相变点两点的化学势及一阶导数连续,但二阶导数存在突变13.单元复相系平衡条件:一个单元两个系统(ɑ相和β相)组成一孤立系统,其总内能总体积和总物质的量恒定。
14.中肯半径:在一定的蒸气压下,于正其达到平衡的液滴半径称为中肯半径15.能量均分定理:对于外在温度为T 的平衡状态的经典系统,例子的能量中每一个平方项的平均值等于(1/2)KT16.微观粒子全同性原理:微观粒子全同性原理指出,全同粒子是不可分辨的,在含有多个全同粒子的系统中,将任何两个全同粒子加以对换,不改变整个系统的微观运动状态。
热力学知识点
热力学知识点热力学是研究热量和能量转化的物理学科,涉及到能量在热力学系统中的转移和转化过程。
在热力学中,有一些重要的知识点需要我们了解和掌握,下面将逐一介绍这些知识点。
一、热力学基本概念热力学是研究热现象和动力学相互关系的物理学科。
研究的范围包括热平衡、热力学第一定律、热力学第二定律等内容。
1. 热平衡:热平衡是指在热力学系统中,系统内各部分之间没有热传递的过程。
在热平衡状态下,系统内各部分的温度是相等的。
2. 热力学第一定律:热力学第一定律是指能量守恒定律,即能量不会自行消失,也不会自行产生,只能在各种形式之间相互转换。
3. 热力学第二定律:热力学第二定律是指热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体,而只有从高温物体传递到低温物体。
二、热力学参数在热力学中,有一些重要的参数需要我们了解,这些参数可以帮助我们描述和分析热力学系统的性质。
1. 温度:温度是物体内部微观粒子热运动的程度,是衡量物体热量高低的物理量。
2. 热量:热量是物体内部由于温度差异而传递的能量,是物体的一种能量形式。
3. 内能:内能是热力学系统内部分子和原子的热运动能量,是系统的一个基本性质。
4. 熵:熵是描述系统无序程度的物理量,是系统能量分布的一种统计性质。
三、热力学循环热力学循环是指在热力学系统中,系统经过一系列的过程后,最终回到初始状态的过程。
常见的热力学循环包括卡诺循环、布雷顿循环等。
1. 卡诺循环:卡诺循环是一个理想的热力学循环过程,由等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩四个过程组成。
2. 布雷顿循环:布雷顿循环是一种内燃机循环过程,应用于内燃机和蒸汽轮机等发动机中。
四、热力学方程热力学方程是描述热力学系统中热量和能量转化关系的数学表达式,包括理想气体方程、卡诺循环效率等。
1. 理想气体方程:理想气体方程描述了理想气体状态下温度、压力和体积之间的关系,即PV=nRT。
2. 卡诺循环效率:卡诺循环效率是指卡诺循环中高温热源和低温热源之间能量转化的效率,其最大效率与工作物质的性质有关。
热力学知识点总结
热力学知识点总结一、热力学基本概念1. 系统和环境在热力学中,将研究的对象称为系统,系统的边界与外界相隔,系统内部可以发生物质的交换和能量的转化。
与系统相对应的是环境,它包括了系统外部的一切与系统有关的物体和能量。
2. 状态函数状态函数是描述系统状态的函数,它的值只与系统的初末状态有关,而与系统的历程无关。
常见的状态函数有热力学势函数、温度、压强、内能、焓等。
3. 热力学过程系统经历的状态变化称为热力学过程,根据系统对外界的能量交换形式,热力学过程可以分为等容过程、等压过程、等温过程、绝热过程等。
4. 热平衡与机械平衡当系统与外界不存在能量和物质的交换时,系统与外界达到热平衡;当系统与外界不存在能量的交换时,系统与外界达到机械平衡。
5. 热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律在热力学的表述,它表明一个系统的内能变化等于系统所吸收的热量与对外做功的代数和。
6. 热力学第二定律热力学第二定律是热力学的一个重要定律,它包括卡诺定律、热力学温标等内容。
热力学第二定律表明自然界的热力学过程是具有一定方向性,永远不可能自发地从低熵状态转变到高熵状态。
7. 热力学第三定律热力学第三定律是阐述了当系统的温度趋近绝对温度零度时,系统的熵趋近于一个有限值的定律,也被称为凝固定律。
二、热力学定律1. 卡诺定律卡诺定律是热力学中的一个重要定律,它规定了热机的最大功率和最大效率。
卡诺定律为研究热机的效率提供了理论基础。
2. 克劳修斯不等式克劳修斯不等式是热力学中的一个重要不等式,它表明热量永远不能完全从低温物体传递到高温物体,且不可能使一个孤立系统中的能量完全转化为功。
3. 热力学温标热力学温标是热力学中的一个重要概念,它是以气体温度的等温过程作为标准的温标。
热力学温标的零点称为绝对零度,对应于绝对热量为零的状态。
4. 熵增加原理熵增加原理是热力学中的一个基本定律,它表明一个孤立系统的熵永远不会减少,在任何自然过程中,系统的总熵都会增加。
高中基础物理热力学常识
高中基础物理热力学常识热力学是我们学习热能知识的入门,学好之后我们可以用热力学解释很多生活中的现象。
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高中基础物理热力学常识(1)热力学第一定律:热力学系统如不吸收外部热量却对外做功,须消耗内能;不可能造出既不需外界能量又不消耗系统内能的永动机。
能量守恒定律属于热力学第一定律。
(2)热力学第二定律:热机不可能把从高温热源中吸收的热量全部转化为有用功,总要把一部分传给低温热源。
根据这个定律,任何热机的效率都不可能达到100%。
(3)热力学第三定律:在科学家研究固体、液体、分子和原子的自由能的基础上,能斯特提出,在温度达到绝对零度(-273摄氏度)时,物质系统(分子或原子)无规则的热运动将停止。
绝对零度不可能达到,但是可以无限趋近。
电磁学常识1864年,麦克斯韦预言电磁波的存在,并预言光是一种电磁波。
1888年,赫兹发现了电磁波。
麦克斯韦的电磁理论成为描述电磁运动的基本理论,被称为自然科学的第三次理论大综合。
光学常识(1)光的色散是一种把太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光的现象。
(2)光的三原色是红、绿、蓝,而颜料的三原色是红、黄、蓝。
(3)红外线:太阳光色散区域中,红光外侧的不可见光叫做红外线。
红外线能使被照射的物体发热,具有热效应。
常用于红外探测器﹑红外照相机﹑红外夜视仪﹑追踪导弹等。
(4)紫外线:太阳光色散区域中,紫光外侧的不可见光叫做紫外线。
它能使荧光物质发光,另外还可以灭菌。
常用于验钞机﹑紫外线杀菌等。
(5)光的直线传播:光在同一种均匀介质中沿直线传播,比如影子的形成(手影,日食月食)、小孔成像等。
高中物理解题过程分析物理,这是公认的最难的一门学科,因为它不仅建立在数学的基础之上,需要有坚强的数学后盾,还要求同学具备很强的过程分析能力。
做物理题,首要的就是进行过程分析,只有把物理过程分析清楚,才能在此基础上进一步解题。
如果你没有弄清楚它的来龙去脉,那么你根本无法继续解题,即使算出结果来了,那也肯定是错误的。
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概 念 部 分 汇 总 复 习第一章 热力学的基本规律1、热力学与统计物理学所研究的对象:由大量微观粒子组成的宏观物质系统其中所要研究的系统可分为三类孤立系:与其他物体既没有物质交换也没有能量交换的系统; 闭系:与外界有能量交换但没有物质交换的系统; 开系:与外界既有能量交换又有物质交换的系统。
2、热力学系统平衡状态的四种参量:几何参量、力学参量、化学参量和电磁参量。
3、一个物理性质均匀的热力学系统称为一个相;根据相的数量,可以分为单相系和复相系。
4、热平衡定律(热力学第零定律):如果两个物体各自与第三个物体达到热平衡,它们彼此也处在热平衡.5、符合玻意耳定律、阿氏定律和理想气体温标的气体称为理想气体。
6、范德瓦尔斯方程是考虑了气体分子之间的相互作用力(排斥力和吸引力),对理想气体状态方程作了修正之后的实际气体的物态方程。
7、准静态过程:过程由无限靠近的平衡态组成,过程进行的每一步,系统都处于平衡态。
8、准静态过程外界对气体所作的功:,外界对气体所作的功是个过程量。
9、绝热过程:系统状态的变化完全是机械作用或电磁作用的结果而没有受到其他影响。
绝热过程中内能U是一个态函数:A B UU W -= 10、热力学第一定律(即能量守恒定律)表述:任何形式的能量,既不能消灭也不能创造,只能从一种形式转换成另一种形式,在转换过程中能量的总量保持恒定;热力学表达式:Q W U U A B +=-;微分形式:W Q Ud d d +=11、态函数焓H :pV U H +=,等压过程:Vp U H ∆+∆=∆,与热力学第一定律的公式一比较即得:等压过程系统从外界吸收的热量等于态函数焓的增加量。
12、焦耳定律:气体的内能只是温度的函数,与体积无关,即)(T U U =。
13.定压热容比:ppT H C ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=;定容热容比:V V T U C ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂= 公式:nR C C V p=-14、绝热过程的状态方程:const =γpV ;const =γTV ;const 1=-γγT p 。
15、卡诺循环过程由两个等温过程和两个绝热过程组成。
正循环为卡诺热机,效率211T T -=η,逆循环为卡诺制冷机,效率为211T T T -=η(只能用于卡诺热机)。
16、热力学第二定律:克劳修斯表述:不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化(表明热传导过程是不可逆的);开尔文(汤姆孙)表述:不可能从单一热源吸收热量使之完全变成有用的功而不引起其他变化(表明功变热的过程是不可逆的);另一种开氏表述:第二类永动机不可能造成的。
17、无摩擦的准静态过程是可逆过程。
18、卡诺定理:所有工作于两个一定温度T 1与T 2之间的热机,以可逆机的效率为最高。
并且所有的可逆机的效率η都相等211T T -=η,与工作物质无关,只与热源温度有关。
19、热机的效率:121Q Q-=η,Q 1为热机从高温热源吸收的热量,Q 2为热机在低温热源放出的热量。
20、克劳修斯等式与不等式:02211≤+T QT Q 。
21、可逆热力学过程0=⎰T dQ ,不可逆热力学过程0<⎰TdQ。
22、热力学基本方程:V p S T U d d d -=。
23、熵函数是一个广延量,具有可加性;对于可逆过程,熵S 是一个态函数,积分与路径无关;对于绝热Vp W d d -=过程中,熵永不减少。
24、理想气体的熵函数S :0ln ln S V nR T nC SV ++=;0ln ln S p nR T nC S p +-=。
25、熵增加原理:系统经过可逆绝热过程后熵不变,经过不可逆绝热过程后熵增加,在绝热条件下熵减少的过程是不可能实现的。
熵增加原理用来判断过程进行的方向和限度。
26、孤立系统内所发生的过程的方向就是熵增加的方向,若系统经绝热过程后熵不变,则此过程是可逆的;若熵增加,则此过程是不可逆的。
27、熵是系统中微观粒子作无规则运动的混乱程度的量度。
28、在等温等容过程中,系统的自由能(TSU F-=)永不增加,系统发生的不可逆过程总是朝着自由能减少的方向进行;在等温等压过程中,吉布斯函数(pV TS U G +-=)永不增加,系统发生的不可逆过程总是朝着吉布斯函数减少的方向进行。
第二章 均匀物质的热力学性质1、内能、焓、自由能和吉布斯函数的全微分Vdp TdS dH +=;Vdp SdT dG +-=;pdV SdT dF --=;pdV TdS dU -=2、麦氏关系:V S S p V T ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ ;pS S V p T ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ V T T p V S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ ;Tp p S T V ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ 3、获得低温的方法主要有节流过程和绝热膨胀过程;节流过程前后气体的温度发生了变化,这个效应称之为:焦耳-汤姆孙效应;对于理想气体,节流过程前后温度不变。
4、受热的物体会辐射电磁波,叫做热辐射;热平衡辐射体对电磁波的吸收和辐射达到平衡,热辐射的特性只取决于辐射体的温度,与辐射体的其他性质无关,所以说平衡辐射下,辐射体具有固定的温度。
计算及证明题:习题 1.2 试证明任何一种具有两个独立参量的物质p T ,,其物态方程可由实验测得的体胀系数α及等温压缩系数T κ,根据下述积分求得:⎰-=)(ln dp dT V T κα如果1Tα=1T pκ=,试求物态方程。
解: 因为0),,(=p V T f ,所以,我们可写成),(p T V V =,由此,dp p V dT T V dV T p )()(∂∂+∂∂=, 因为T T p pV V T V V )(1,)(1∂∂-=∂∂=κα 所以, dp dT VdVdp V dT V dV T T κακα-=-=, 所以, ⎰-=dp dT V T καln ,当p T T /1,/1==κα.CT pV pdpT dT V=-=⎰:,ln 得到 例题1.3:假设一物质的体涨系数和等温压缩系数经过实验测得为:pp V V T T V V T T p 11;11=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-≡=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂≡κα,则该物质的物态方程为:const =T pV 。
第一章例题1和3,作业题:1.1,1.2,1.16,1.21第二章例题2和作业题:2.2, 2.4, 2.12概 念 部 分 汇 总 复 习第三章 单元系的相变1、孤立系统达到平衡态的时候,系统的熵处于极大值状态,这是孤立系统平衡态的判据;如果极大值不止一个,则当系统处于较小的极大值的时候,系统处于亚稳平衡态。
2.孤立系统处在稳定平衡态的充要条件是:0<∆S;等温等容系统处在稳定平衡态的充要条件是:0>∆F ;等温等压系统处在稳定平衡态的充要条件是:0>∆G 。
3、当系统对于平衡状态而发生某种偏离的时候,系统中将会自发地产生相应的过程,直到恢复系统的平衡。
4、开系的热力学基本方程:dn pdV TdS dU μ+-=5、单元系的复相平衡条件:βαβαβαμμ===;;p p T T6、汽化线、熔解线与升华线的交点称为三相点,在三相点固、液、气三相可以平衡共存。
7、单元系三相共存时,⎪⎩⎪⎨⎧========),(),(),(;;00p T p T p T p p p p T T T T γβαγβαγβαμμμ即三相(αβ γ)的温度、压强和化学势必须相等。
作业题,3.1,3.4, 3.5概 念 部 分 汇 总 复 习统计物理学部分第六章 近独立粒子的最概然分布1、粒子的能量是粒子的广义坐标和广义动量的函数),,;,,,(2121r r p p p q q q εε=,某一时刻粒子的运动状态),,;,,,(2121r r p p p q q q 可以用μ空间的一点来表示,注意,粒子在μ空间的轨迹并不是粒子的实际运动轨迹。
2、自由粒子自由度3,空间维数6,能量(球))(21222z y x p p p m++=ε;线性谐振子自由度1,空间维数2,能量(椭圆)222212x m m p ωε+=;(长度一定轻杆连接质点)转子自由度2,空间维数4,能量IM 2 2=ε。
3、粒子运动状态的量子描述: ω =E ;k p=(德布罗意关系)自旋磁量子数21±=s m4、粒子的自由度为r ,各自由度的坐标和动量的不确定值i q ∆和i p ∆满足海森伯不确定关系h p q i i ≈∆∆,相格的大小为r r r h p p q q ≈∆∆∆∆ 11。
5、近独立粒子系统:系统中粒子之间的相互作用很弱,相互作用的平均能量远小于单个粒子的平均能量,忽略粒子之间的相互作用,系统的能量就简单地认为是单个粒子的能量之和。
6、经典物理:全同粒子可以分辨,可以跟踪粒子的轨道运动轨迹;量子物理:全同粒子不可分辨,不可能跟踪粒子的运动(不确定关系)。
7、费米子:自旋量子数为半整数的基本粒子或复合粒子,如:电子、质子、中子等。
玻色子:自旋量子数为整数的基本粒子或复合粒子,如:光子、π介子等。
8、玻耳兹曼系统:粒子可以分辨,不满足泡利不相容原理,对三个粒子两个能级体系,有9个不同的量子态;玻色系统:粒子不可以分辨,不满足泡利不相容原理,有6个不同的量子态; 费米系统:粒子不可以分辨,满足泡利不相容原理,有3个不同的量子态。
9、统计物理的根本问题:确定各微观状态出现的概率;宏观状态量是相应微观物理量的统计平均值。
10、等概率原理:对于平衡态的孤立系统,系统各个可能的微观状态出现的概率是相等的,等概率原理是统计热力学的基本原理。
11、玻耳兹曼分布:l ll a βεαω+=e;玻色分布:1e -=+l lla βεαω;费米分布:1e +=+l lla βεαω例题第七章 玻耳兹曼统计1、内能是系统中粒子无规则运动总能量的统计平均值,其统计表达式为: 1ln Z NU β∂∂-=,其中配分函数∑-=ll lZ βεωe 1,1Z e Nα-=。
2、(玻耳兹曼系统)熵的统计物理意义:熵是混乱度的量度,某个宏观状态对应的微观状态数越多,它的混乱度就越大,熵就越大。
熵的统计表达式:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=11ln ln Z Z Nk Sββ,其中kT 1=β;玻耳兹曼关系式:Ω=ln k S3、理想气体的物态方程:VNkTZ V N p =∂∂=1ln β 4、气体满足经典极限条件(非简并条件):1e>>α,即要求(1)气体要稀薄;(2)温度要高;(3)分子的质量m 要大。
5、麦克斯韦速度分布:z y x v v v kT mz y x z y x dv dv dv e kT m n dv dv dv v v v f z y x )(22222/3)2(),,(++-=π;麦克斯韦速率分布:dv v kTm n fdv v kT m2222/3e )2(4-=ππ6、最概然速率:m kT v m 2=;平均速率:m kT v π8=;方均根速率:mkTv s 3=7、单位时间内碰到单位面积器壁上的分子数(碰壁数):v n 41=Γ8、能量均分定理:对于处在温度为T 的平衡状态的经典系统,粒子能量中每一个平方项的平均值的平均值等于kT 21。