《热学》(第二版)绪论

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热学绪论

二、科学成就阿伏伽德罗毕生致力于化学和物理学中关于原子论的研究。当时由于道耳顿和盖-吕萨克的工道耳顿和盖原子论的研究。当时由于道耳顿和盖吕萨克的工作，近代原子论处于开创时期，阿伏伽德罗从盖近代原子论处于开创时期，阿伏伽德罗从盖吕萨克定律得到启发，吕萨克定律得到启发，于1811年提出了一个对近代年提出了一个对近代科学有深远影响的假说：科学有深远影响的假说：在相同的温度和相同压强条件下，强条件下，相同体积中的任何气体总具有相同的分子个数。但他这个假说却长期不为科学界所接分子个数。受，主要原因是当时科学界还不能区分分子和原同时由于有些分子发生了离解，子，同时由于有些分子发生了离解，出现了一些阿伏伽德罗假说难以解释的情况。直到1860年，阿伏伽德罗假说难以解释的情况。直到年阿伏伽德罗假说才被普遍接受，称为阿伏伽德阿伏伽德罗假说才被普遍接受，后称为阿伏伽德罗定律。它对科学的发展，罗定律。它对科学的发展，特别是原子量的测定工作，起了重大的推动作用。工作，起了重大的推动作用。
阿伏伽德罗一、生平简介阿伏伽德罗(Ameldeo Arogadro 1776～1856) 阿伏伽德罗～意大利自然科学家。意大利自然科学家。1776年8月9日生于都灵的一年月日生于都灵的一个贵族家庭，早年致力于法学工作。个贵族家庭，早年致力于法学工作。1796年得法年得法学博士后曾任地方官吏。他从1800年起开始自学学博士后曾任地方官吏。他从年起开始自学数学和物理学。年发表了第一篇科学论文。数学和物理学。1803年发表了第一篇科学论文。年发表了第一篇科学论文 1809年任末尔利学院自然哲学教授。1820年都灵年任末尔利学院自然哲学教授。年任末尔利学院自然哲学教授年都灵大学设立了意大利的第一个物理讲座，大学设立了意大利的第一个物理讲座，他被任命为此讲座的教授，年由于政治上的原因，为此讲座的教授，1822年由于政治上的原因，这年由于政治上的原因个讲座被撤销，直到1832年才恢复，1833年阿伏个讲座被撤销，直到年才恢复，年阿伏年才恢复伽德罗重新担任此讲座的教授，直到1850年退休。年退休。伽德罗重新担任此讲座的教授，直到年退休 1856年7月9日在阿伏伽德罗在都灵逝世。终年日在阿伏伽德罗在都灵逝世。年月日在阿伏伽德罗在都灵逝世终年80 岁。

化工热力学Ⅱ(高等化工热力学)——第一章绪论

超级活性炭CO2吸附剂超级活性炭
Content of CO2(%)
7 6
超高比表面积活性炭, 超高比表面积活性炭, 比表面积2000~4000 m2/g可调; 可调; 比表面积可调 3800m2/g的超级活性炭对的超级活性炭对CO 的超级活性炭对
2的
5 4 3 2 1 0
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220
吸附量初步测试为2mmol/g. . 吸附量初步测试为
10.8 C 0 32.2 C 0 53 C 0 70.8 C 0 100 C 0 150 C 0 200 C 0 250 C
松脂间歇蒸馏工艺流程如下:
传统水蒸汽蒸馏工艺的缺点: 传统水蒸汽蒸馏工艺的缺点: 能耗高(活气发生两次相变) (1)能耗高(活气发生两次相变) (2)松香产品夹带水份 (3)工艺流程长有何办法克服上述缺点? 有何办法克服上述缺点? CO2或N2循环活气法蒸馏松脂工艺流程如下: 循环活气法蒸馏松脂工艺流程如下:
例9.过程工业节能降耗的理论基础 . 热力学第一,第二定律热力学第一, 为了提高热机效率而建立起来的科学
例10. CO2捕集分离技术 .
CO2捕集方法
CO2产生源
电厂燃烧前中高压, 中高压, 25-45% 燃烧后常压, 常压, 8-15% 钢厂, 钢厂,水泥厂等尾气常压 ,25-35%

2012级热学第一章1

1.一维定义热学是研究热现象和热运动规律及其物性的科学。 2.两个描述层面
热力学
(热物理学的宏观理论
热学
统计物理学
热物理学的微观理论
二．热力学和统计物理学的方法与特点：
1. 热力学：以大量实验总结出来的几条定律为基础，应用严密逻辑推理和严格数学运算来研究宏观物体热性质与热现象有关的一切规律。优点：结论具有很高的可靠性和普遍性；缺点：热力学理论不涉及物质的微观结构和粒子的运动。
会达到一个新的、共同的平衡态。称这两个系统达到
了热平衡。
A
B
二、热平衡定律（热力学第零定律）
取A、B和C三个系统，先让A与B绝热隔开后，
使它们同时与C进行热接触，当A与C，B与C都达到
热平衡后三系统分开，再将A与B热接触，发现A、
B状态都不发生变化。表明A、 B也处于热平衡。
C
C
A
B
A
B
如果两个系统各自同时与第三个物体达到了热平衡，它们彼此也处于热平衡。
3.说明：
（1）：温度的这个定义是喀喇氏在1909年提出来的，在此之前，温度的定义是：物体冷热程度的数值表示，这个定义不严格。（2）：热平衡定律由于给出了温度更科学的定义，故也称为热力学第零定律。
（3）： T T ( p,V ) 称为系统的物态方程，它给出了系统的温度和状态参量之间的函数关系。

热学第二版李椿绪论温度1PPT课件

总论
热力学基础 (宏观理论)
分子运动论 (微观理论)
计温和量热热传递的一般规律
热力学平衡态的特征及充要条热力学第零定律\温度和温标理想气体定律与状态方程
热学理论的应用 (物性学)
热力学第一定律热力学第二定律
热机
分子运动论的实验基础及基本论点
理想气体分子运动的规律理想气体内迁移规律
范德瓦耳斯气体、液体、固体的基本性质
区别平衡和均匀：水和水蒸气组成的系统，不受外界的影响，系统的宏观性质不随时间变化，处于平衡状态。其中每一部分是均匀的，但整个系统是不均匀的。所以系统平衡不一定均匀。对于单相系，忽略重力场的影响，可认为是均匀的，可用统一的、确定的状态参数描述系统状态
。水蒸汽。
液体
热动平衡:
平衡态下，组成系统的微观粒子仍处于不停的无规运动之中，只是它们的统计平均效果不随时间变化，因此热力学平衡态是一种动态平衡，称之为热动平衡。
微观描述方法在于它在数学上遇到很大的困难，的局限性：由此而作出简化假设（微观模型）
后所得的理论结果与实验不能完全符合。
• 热力学基础
3、热物理学
• 统计物理学的初步知识 • 液体、固体、相变等物性学
5
热学的主要内容
我们将介绍作为热力学物理基础的几个基本定律，统计物理学的基本概念以及气体分子运动论的基本内容。还有固体和液体的一些性质。

热学-兰州大学物理学院

热学课程教学大纲

一、课程说明

课程名称：热学

所属专业：物理学专业本科学生

课程性质：大类平台课程

学分：3分

主要先修课程和后续课程：

（1）先修课程：高等数学，力学。

（2）后续课程：热力学与统计物理，电磁学，原子物理学，固体物理。

课程简介、目标与任务：

“普通物理学”课程是理科物理类专业的重要基础课，由力学、热学电磁学、光学和原子物理学这五个部分组成。各个部分单独设课，“热学”是其中继“力学”后的第二门课程。

“普通物理学”课程的“目的是使学生系统地了解和掌握物理学的基本概念、基本原理、基本知识、基本思想“和方法，以及它们的实验基础；了解物理学的发展方向及物理学与其它自然科学和社会科学等的关系；培养学生进一步学好物理学的兴趣，提高学生的自学能力、分析和解决问题的能力；逐步帮助学生建立科学的自然观、世界观和方法论。”

“热学”课程在物理类专业一年级第二学期开设。通过“热学”课程的学习，使学生认识物质热运动形态的特点、规律和研究方法，深刻地理解热运动的本质，较为系统地掌握热力学、气体动理论和物性学的基础知识，能独立解决今后学习中遇到的一般热学问题，为进一步学习电磁学、原子物理学、理论物理热力学和统计物理等后续课程打下良好的基础。

教材：《热学》（第二版），李椿等编，高等教育出版社，2008

主要参考书：

1. 《热学》（第二版）习题分析与解答，宋峰常树人编，高等教育出版社，2010

2. 《热学》（第二版）常树人编，南开大学出版社，2009

2.《热学教程》，包科达编，科学出版社，2007

3. 《热学》（第二版），张玉民编，科学出版社，2006

《热学》教学大纲

热学

（Thermodynamics）

一、课程的目的、任务

《热学》是物理学专业的一门基础课，是普通物理学的一个重要组成部分。通过本课程的学习，使学生系统地掌握热学的基本概念和基本知识，建立起鲜明的物理图象，熟悉热学理论的一些实际应用，培养学生分析和解决一般热学问题的能力。本课程既为热力学与统计物理学等后续课程的学习打下基础，又为学生毕业后从事科学研究、教学和技术工作提供基本的热学知识。

教学任务：

要求学生掌握气体在气体在平衡态下的各种性质，以及由非平衡过渡到平衡的变化过程即输运过程。掌握从分子动理论观点揭示宏观量的微观本质，定量地建立宏观量与微观量之间的关系；掌握平衡态下气体分子热运动速率和能量的统计分布规律，初步建立起统计概念和统计方法的思想。

通过学习，要求学生对热力学的第零、第一、第二这三个基本定律有较为深刻的理解。掌握由第零定律建立温度的科学的定义；掌握第一定律对理想气体各种过程中能量转换规律的应用；要求学生从宏观（克劳修斯熵）到微观（玻耳兹曼熵）理解熵和熵增原理，理解热力学第二定律的统计意义，深刻认识第二定律所揭示的实际自然过程进行的方向性问题的实质。

二、课程内容

绪论：热学的研究对象；热力学系统的宏观描述和微观描述；热学发展史。

第一章温度：平衡态及状态参量；温度；气体的物态方程。

第二章气体分子动理论的基本概念：物质的微观模型；理想气体的压强；温度的微观解释；范德瓦尔斯气体的压强。

第三章气体分子热运动速率和能量的统计分布律：气体分子的速率分布律；实验验证麦克斯韦速度分布率；玻尔兹曼分布律；能量按自由度均分原理。第四章气体内的输运过程：气体分子的平均自由程；输运过程的宏观规律；输运过程的微观解释。

(NEW)毕明树《工程热力学》(第2版)笔记和课后习题详解

为了进行温度测量，需要有温度的数值表示法，即建立温度的标尺，这个标尺就称为温标。建立任何一种温标都需要选用测温物质及其某一物理性质，并规定温标的基准点及分度方法，温标主要有四种。
a．热力学温标
建立在热力学第二定律基础上的热力学温标与测温物质无关，用这种温标确定的温度称为热力学温度或绝对温度，符号为T，单位为开尔文，简写为“开”，代号为“K”。热力学温标选取水的三相点的温度为 273.16K，也就是定义1K的温度间隔等于水的三相点热力学温度的 1/273.16。
（1-1-8）
且（1-1-9）
以上数学特性是某物理量为状态参数的充要条件，即状态参数一定具有以上数学特性，而具有以上数学特性的物理量也一定是状态参数。
（2）强度参数与广度参数 ① 强度参数在给定状态下，与系统内所含物质数量无关的参数称为强度参数，
如压力、温度、比体积等。强度参数不具有加和性。把一个均匀系统划分成若干个子系统，各子系统的同名强度参数值相同，且与整个系统的同名强度参数相同。但非均匀系统内各处的同名参数值却不一定相同。单位质量的广度参数（称为比参数）具有强度参数的性质，如比体积、比焓、比熵等。
2．热力系统的分类（见表1-1-1）表1-1-1 热力系统的分类
依据
分类
定义
按系统与外界之间是否存在质量交换
封闭系统敞开系统
指与外界仅有能量交换而无质量交换的热力系统。因系统内质量不变，有时又称控制质量系统

热工基础第0章绪论

热工基础
先修课程：大学物理、高等数学教材：傅秦生主编. 热工基础与应用. 第2版.机械工业出版社主要参考书： 1、童均耕，赵镇南. 热工基础. 高等教育出版社
2、张学学主编. 热工基础. 第二版. 高等教育出版社
3、李玉柱，贺五洲主编. 工程流体力学. 清华大学出版社
《热工基础》包含工程流体力学、工程热力学、传热
的计算方法；
• 培养科学的逻辑思维能力，为毕业后从事工程设计、管理和科学研究提供必要的理论基础及良好的工程素养。
第0 章
绪论
0.1 热工基础的研究对象及主要内容
一、研究对象
工程流体力学——流体处于平衡状态与运动状态的运
动规律及其工程应用。
液体：无形状，有一定体积，不易压缩，存在自由（液）面流体气体：既无形状，也无体积，易于压缩
分内容相互渗透交叉。工程流体力学以牛顿运动定律和质量守恒定律为主要基础。
热力学第一定律、热力学第二定律、工质热力性质和热
力过程是贯穿工程热力学整个内容的主线。热平衡方法的应用（能量守恒）是贯穿传热学内容的主线。
所以要注意学习将工程实际问题简化抽象为物理模
型的原则和方法，并给出正确的数学描述；学习分析和解决实际问题的逻辑思维方式和巧妙的迂回手
研究；
2、必要时引入气体分子运动学和统计物理理论解
释一些热现象的本质。

第二章绪论及热力学第一定律课件

隔离系统：无物质交换无能量交换 (孤立系统)
隔离系统
热力学变量的性质
性质——描述系统热力学状态的物理量，又称为热力学变量（1）广度性质（extensive properties）
又称为容量性质，其数值与体系中物质的数量成正比，在体系中有加和性，如体积（V）、质量（m）、热容（C）等。
（2）强度性质（intensive properties）其数值与体系中物质的数量无关，不具有加和性，整
§ 2.5 准静态过程与可逆过程
膨胀与压缩
p
p1V1
1）恒定外压
膨胀：V1V2
W

V2 V1
p外dV

p外(V2
V1)
( p外 = p2)
压缩：V2V1
W

V1 V2
p外dV

p外(V1
V2 )
( p外 = p1)
p2V2
p外
V1
V2 V
膨胀过程
p p1V1
p外
p2V2
p2V2
V2 V
② 恒外压膨胀
p外
p2V2
p外
V1 V
V2 V
③ 二次恒外压膨胀
p2V2
p2
V1
V2 V
④ p-dp外压膨胀
从同样的始态到同样的终态，过程不同，功不同。功不是系统自身的性质，只有发生过程，功才有意义。

《工程热力学》教学课件绪论第1章

动力如如何何实提现高热热能能向向机机械械能能的转转换换的？能转量换利的用基率本（规经律济是性什）么？？
制冷
如何实现机械能向热能的转换？转换的基本规律是什么？如何提高机械能向热能转换的能量利用率（经济性）？
或热泵
2、热科学发展简史
1763~1784年间瓦特改进了蒸汽机使之用于生产，大大提高了生产力； 1842年、1843~1848年迈尔和焦耳各自独立发现热力学第一定律； 1824年卡诺提出了卡诺循环和卡诺定理，奠定了热力学第二定律基础；
《工程热力学》教学课件
授课60学时实验4学时
工程热力学 Thermodynamics
能源概论（绪论） §0-1 自然界的能源及其利用
一、能源及其分类
定义:能源是指可向人类提供各种能量和动力的物质资源。
能源可以根据来源、形态、使用程度和技术、污染程度以及性质等进行分类:
工程热力学 Thermodynamics (一)按来源分:
工程热力学 Thermodynamics 三、热力状态参数、基本状态参数 (一)、状态参数
定义：描述系统状态的宏观物理量
分类：
按与所
含工质的量有
广延量参数：有关，如 H、U、S 等，广延量
参数具有可加性
关否
强度量参数：无关，如 p、T、v，u，h 等
工程热力学 Thermodynamics

传热学-绪论

研究热量传递规律便是传热学的任务. 研究热量传递规律便是传热学的任务传热学和工程热力学一起是了解热的各种物理现象的理论基础
2. 传热学与工程热力学的关系
(1) 热力学 ⇓ + 热科学(Thermal Science) 传热学 = 热科学 ⇓
关心的是热量传递的过程，递的过程，即热量传递的速率。量传递的速率。
Heat Transfer (2nd Edition), by Anthony F. Mills Heat Transfer , by J.P.Holman Fundamentals of Heat Transfer, by F. P. Incropera, D.P. DeWitt
考核方法
平时成绩: 30% 包括：平时成绩: 30% (包括：出勤及作业) 作业) 期末考试: 70% 期末考试: 70%
导热系数λ (5) 导热系数λ 表征材料导热能力的大小是一种物性参数，材料导热能力的大小，表征材料导热能力的大小，是一种物性参数，与材料种类和温度关。类和温度关。
λ金属 > λ非金属固体 > λ液体 > λ 气体
(6) 一维稳态导热及其导热热阻如图1 所示， const，于是积分Fourier 如图1-3所示，稳态 ⇒ q = const，于是积分Fourier 定律有：定律有：
δ
x

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。

第一章热学导论

热力学是具有最大普遍性的一门科学。热力学规律是普适的，可适用于任何宏观物质系统，如天文的、化学的、生物的等一切宏观系统，不管它涉及的是力学现象，电学现象，只要与热运动有关，都遵循热力学规律。
热力学的局限性： ①它只适用于粒子数很多的宏观系统；
②它主要研究物质在平衡态下的性质，它不能解答系统如何从非平衡态进入平衡态的过程；
主要参考书：
1. 李椿等，《热学》，高等教育出版社 2. 秦允豪，《热学》，高等教育出版社
3. 赵凯华，《热学》，高等教育出版社
4. 包科达，《热物理学基础》，高等教育出版社
绪论 prolegomenon
1 热现象phenomenon、热运动 movement 热学起源于人类对冷热现象本质的探索。人类生存在季节交替、气候变幻的自然界中，冷热现象是人类最早观察和认识的自然现象之一，也是人们对自然界的一种最普通的感觉。
N0 6.023 1023 n0 2.7 1016 / mm 3 v0 22.4 106 mm 3
（二）热力学（thermodynamics）
热力学是热学的宏观理论宏观。它从对热现象的大量的直接观察和实验测量所总结出来的普适的基本定律出发，应用数学方法，通过逻辑推理及演绎，得出有关物质各种宏观性质之间的关系、宏观物理过程进行的方向和限度等结论。热力学基本定律是自然界中的普适规律，只要在数学推理过程中不加上其它假设，这些结论也具有同样的可靠性与普遍性。对于任何宏观的物质系统。不管它是天文的、化学的、生物的……系统，也不管它涉及的是力学现象、电学现象……只要与热运动有关，总应遵循热力学规律。