【精品】热力学定律
热力学4大定律
热力学4大定律
热力学是研究物质热现象和能量转化的学科，其基础是热力学定律。
其中，热力学的4大定律是热力学的基石，下面一一介绍：第一定律：能量守恒定律
能量无法被创造或毁灭，只能被转化形式。
在系统内，能量的增加等于吸收的热量与对外做功的代数和。
这就是热力学第一定律，也被称为能量守恒定律。
第二定律：熵增定律
热能总是从高温物体流向低温物体，不可能自行流动反向。
这是热力学第二定律，也被称为熵增定律。
熵是一个系统的无序程度，它总是在不断增加。
热力学第二定律告诉我们，任何封闭系统中，熵不可能减少，只能增加或保持不变。
第三定律：绝对零度定律
绝对零度是温度的最低限度，等于绝对零度时，物质的分子运动完全停止。
热力学第三定律规定，任何物体都无法达到绝对零度，但可以接近于零度。
第四定律：热力学定量关系定律
热力学第四定律描述了热力学量之间的定量关系，例如温度、熵、热容等。
这些关系可以用来预测系统中的热力学性质和行为。
这些热力学定律是理解能量和热力学系统运作的基础。
了解这些定律可以帮助我们更好地理解自然规律和技术应用。
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热力学定律
热力学定律I-' -'基础知识归纳一、功和内能1、绝热过程：系统只由于外界对它做功而与外界交换能量，它不从外界吸热也不向外界放热2、要使系统状态通过绝热过程发生变化，做功的数量只由过程始末两个状态决定而与做功的方式无关.二、内能1、内能概念：任何一个热力学系统都存在一个依赖系统自身状态的物理量，这个物理量在两个状态间的差值等于外界在绝热过程中对系统所做的功，我们把这个物理量称为系统的内能.2、在绝热过程中做功与内能的变化关系：A U = W、热和内能1、热传递：热量从高温物体传到低温物体的过程.2、关系描述：热量是在单纯的传热过程中系统内能变化的量度.3、公式表达：AU = Q四、功和内能的关系1、内能与内能的变化的关系(1)物体的内能是指物体内所有分子的平均动能和势能之和•在微观上由分子数和分子热运动激烈程度及相互作用力决定，宏观上体现为物体温度和体积，因此物体的内能是一个状态量.(2)当物体温度变化时，分子热运动激烈程度发生改变，分子平均动能变化•物体体积变化时，分子间距离变化，分子势能发生变化，因此物体的内能变化只由初、末状态决定, 与中间过程及方式无关.2、做功与内能的变化的关系(1)做功改变物体内能的过程是其他形式的能(如机械能)与内能相互转化的过程.(2)在绝热过程中，外界对物体做多少功，就有多少其他形式的能转化为内能，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，就有多少内能转化为其他形式的能，物体的内能就减少多少.3、功和内能的区别(1)功是过程量，内能是状态量.(2)在绝热过程中，做功一定能引起内能的变化.(3)物体的内能大，并不意味着做功多.在绝热过程中，只有内能变化较大时，对应着做功较多.五、“温度”、“热量”、“功”、“内能”的辨析1、内能和温度从宏观看，温度表示的是物体的冷热程度；从微观看，温度反映了分子热运动的剧烈程度，是分子平均动能的标志•物体的温度升高，其内能一定增加•但物体吸收热量内能增加时，温度却不一定升高.2、内能和热量(1)热量的概念在涉及能量传递时才有意义.我们不能说一个物体具有多少热量，只能说在传热过程中物体吸收或放出了多少热量.(2)在单纯传热的过程中，物体吸收热量，内能增加，物体放出热量，内能减小，热量是内能改变的量度.3、热量和做功(1 )热量和功，都是系统内能变化的量度，都是过程量，一定量的热量还与一定量的功相当，热量可以通过系统转化为功，功也可以通过系统过程转化为热量，但它们之间有着本质的区别.(2)用做功来改变系统的内能，是机械能或其他形式的能和内能之间的转化过程.(3)用传热来改变系统的内能，是系统间内能转移的过程.六、热力学第一定律1、内容：一个物体，如果跟外界同时发生做功和热传递的过程物体内能的增加为U=W+Q,即一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做功的和。
热力学三大定律
热力学三大定律热力学是数学、物理学和化学的分支，它研究物质在能量变化（如热能）位移过程中的变化状态，所涉及到热能和动力学等领域。
热力学的研究结果是以一套温度和热流大小（温度差和热流）为基础，对全然不同的热能过程进行描述的理论系统，被称为热力学三大定律。
热力学三大定律是指热力学第一定律（即热力学初等定律）、第二定律（即热平衡定律）和第三定律（即熵定律）。
热力学第一定律，也称为热力学初等定律，是热力学的基础定律，它的论述包括热的可交换性，热的可导性，热的可共存性，以及该定律基本方程式——热力学量的定义。
热力学第一定律认为，系统接触热源后所释放的热量（Q1）等于热源接触系统后所消耗的热量（Q2）：Q1=Q2 。
换句话说，在任何位置耗散的热量与该位置旁边的热源的热量相等。
热力学第二定律，也称为热平衡定律，它比第一定律更抽象，即本律用来描述系统如何响应热能以实现内部能量平衡。
该定律认为，热源以Q2的热量向流入系统，当系统做其他任务或传播，将部分热量以Q1的热量流出。
由Q2-Q1=Q3得出，这等于说，即使系统与热源相对立，系统也不可能从空气中获得热量，而是从热源流失一部分，得到Q3。
热力学第三定律，也称为熵定律，是由热力学家佩珀施曼（Rudolf Clausius）提出，侧重于定义热力学量“熵”（S）的概念，即能量耗散无止境，总体熵增加的定律，也称为熵不减定律。
具体来说，它规定，热源当向系统流入热量时，热源本身的熵减小，而系统本身的熵增加，其总熵不变。
热力学三大定律的论述，说明了热力学的最根本的奥秘，它们也构成了热力学的整体框架。
它们指向了原子和分子运动的热物理学视角，为热力学的发展揭开了新的篇章，也在实践中展现了更宏大的真理。
热力学三大定律有助于科学家正确分析物质构建世界观，从而更明确地解释热能转换和剩余能量在空间中的运动规律。
第5章热力学第一定律
2) Clausius表述：不可能把热量从低温物体传向高 温物体，而不引起其变化．
注: 若外界有变化，热量可以从低温物体传向高 温物体
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3) 两种表述的等效性
证明： Kelvin表述不成立
T1 Q
Clausius表述不成立
T1
Q2 +A
Q2
Q2 T2
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A
T2
Q2
Clausius表述不成立
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c) 等温过程 过程特点：dT = 0 或 PV=C
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d) 绝热过程
过程特点
转化成对（P，V，T）的 约束方程—绝热过程方程
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证明：
微分得
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29
讨论： 过程曲线
过程方程的其它形式
30
绝热过程曲线比等温线陡
31
绝热过程的功
32
绝热过程内能的改变
?
绝热过程的热容量呢？
第 5 章 热力学定律
§5.1准静态过程 §5.2功、内能和热量 §5.3热力学第一定律 §5.4热力学第一定律的应用 §5.5循环过程和热机的效率 §5.6第二定律 §5.7可逆和不可逆过程 §5.8卡诺定理
1
§5.1 准静态过程
第4章从宏观和微观的角度研究了热力学系统 的状态 本章研究热力学系统状态的变化——过程
。。。。。
*
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结论： 当原来可作功W的能量转变为不同热源的内能时，热源 的温度T越低，能量退化得越多。 若T=Tmin，即能量转变为最冷热源的内能时，能量W 将完全退化，完全不能用来 作功了。
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2) 能量品质：机械能可以完全转化为功，但内能不能完 全转化为功，称机械能的品质高。
热力学的基本原理
热力学的基本原理
热力学的基本原理是热力学第一定律和第二定律：
1. 热力学第一定律（能量守恒定律）：能量不会被创造或消失，只会在物质之间进行转化或传递。
它表达了能量在系统中的守恒原理，即能量的增加等于输入系统的热量和对外界做功的总和。
数学表达式可以写作ΔU = Q - W，其中ΔU表示系统内能量的变化，Q表示系统获得的热量，W表示系统对外界做的功。
2. 热力学第二定律：热量不会自行从低温物体传递到高温物体，而是反过来从高温物体传递到低温物体。
热力学第二定律主要包括两个重要原理：
- 热力学第二定律的Kelvin-Planck表述：不能从单一热源中完全获取热量并将其全部转化为功而不引起其他效果。
简单来说，不可能制造一个只吸收热量而不产生其他影响的永动机。
- 热力学第二定律的Clausius表述：热量不能自行从低温物体传递到高温物体，而是需要借助外界做功或通过一个温度比它更高的热源。
简单来说，热量只能由高温物体向低温物体传递，不可能自行逆向流动。
这些基本原理为热力学提供了数学工具和理论基础，用于描述和解释能量转化和传递的过程，以及系统内的热力学性质和热力学平衡状态。
热力学四大定律
热力学共有四大定律第零定律：热平衡定律(zeroth law of thermodynamics )第一定律：能量守恒定律，“热”是一种能量。
第二定律：熵函数的引出及过程变化方向的熵判据在一个封闭系统（closed system)里操作，总熵量有增无减：只能不变或增加，不能减少。
第三定律：决对零度达不到，在绝对温度0K（相当于－273.15摄氏度）下，所有物质的熵都等于0。
热力学第零定律如果两个热力系的每一个都与第三个热力系处于热平衡，则它们彼此也处于热平衡。
热力学第零定律于1930年由福勒(R.H.Fowler)正式提出，比热力学第一定律和热力学第二定律晚了80余年。
虽然这么晚才建立热力学第零定律，但实际上之前人们已经开始应用它了。
因为它是后面几个定律的基础，在逻辑上应该排在最前面，所以叫做热力学第零定律。
如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡(温度相同)，则它们彼此也必定处于热平衡。
这一结论称做“热力学第零定律”。
热力学第零定律的重要性在于它给出了温度的定义和温度的测量方法。
定律中所说的热力学系统是指由大量分子、原子组成的物体或物体系。
它为建立温度概念提供了实验基础。
这个定律反映出：处在同一热平衡状态的所有的热力学系统都具有一个共同的宏观特征，这一特征是由这些互为热平衡系统的状态所决定的一个数值相等的状态函数，这个状态函数被定义为温度。
而温度相等是热平衡之必要的条件。
热力学中以热平衡概念为基础对温度作出定义的定律。
通常表述为：与第三个系统处于热平衡状态的两个系统之间，必定处于热平衡状态。
图中A热力学第零定律示意图、B热力学第零定律示意图、C 热力学第零定律示意图为3个质量和组成固定，且与外界完全隔绝的热力系统。
将其中的B、C用绝热壁隔开，同时使它们分别与A发生热接触。
待A与B和A与C都达到热平衡时，再使B与C发生热接触。
这时B和C的热力状态不再变化，这表明它们之间在热性质方面也已达到平衡。
热力学四大定律内容
热力学四大定律内容
第一定律（能量守恒定律）：
能量守恒定律是热力学中最基本的定律，它表明在一个孤立系统中，能量的总量是恒定的。
换句话说，能量既不能被创造也不能被销毁，只能从一种形式转化为另一种形式。
这意味着系统中任何能量的增加或减少都必须与其他能量形式的增加或减少相互抵消。
第二定律（熵增定律）：
熵增定律是热力学中关于能量转化方向性的定律。
它表明在一个孤立系统中，系统的无序程度永远不会减少，而是趋向于增加，除非外界有能量输入或排出，简单来说自然界中的过程总是朝着更高的熵进行，而不会倒退到低熵的状态。
第三定律（绝对零度定律）：
绝对零度定律是热力学中关于温度极限的定律。
它表明当物体的温度接近绝对零度时，物体的熵趋于零且不可达到，这意味着通过一系列的冷却过程，物体的温度无法降低到绝对零度以下。
第四定律（温度标定律）：
第四定律是热力学中关于温度测量的定律，它表明当两个物体与第三个物体分别达到热平衡时，那么这两个物体之间也处于热平衡状态，基于这个定律可以建立温度标尺，并进行温度的比较和测量。
热力学第一二三定律及其应用
热力学第一二三定律及其应用热力学是研究热和能量转换的学科，而热力学第一二三定律是热力学最基本的三个定律，它们是热力学研究的重要基础。
本文将分别介绍这三个定律及其应用。
一、热力学第一定律热力学第一定律，又称能量守恒定律，指的是热力学系统中总能量的守恒性。
即在一个孤立系统中，能量不能被创造或者消失，只能从一种形式转化为另一种形式。
热力学第一定律的应用十分广泛，如能源的转换和利用，汽车发动机的设计和优化，太阳能电池的制造等。
在能源转换和利用中，第一定律可以用于分析能量流和预测系统的效率。
例如，在热能发电中，热能被转化为机械能，然后机械能通过发电机转化为电能。
在这个过程中，第一定律可用于计算电站的总输电量和节约燃料的方式。
二、热力学第二定律热力学第二定律，又称熵增定律，指的是孤立系统熵的增加。
热力学中的熵可以理解为系统的无序度量。
第二定律表明，任何一种孤立系统都倾向于变得更加无序。
热力学第二定律的应用涉及工程、环境和生物学等众多领域。
例如，在热机中的工程热力学和制冷技术中的制冷循环，都需要考虑热力学第二定律。
在环境保护方面，热力学第二定律可用于分析和预测环境的变化。
而在生物学中，热力学第二定律被用于解释生物体内的化学反应和代谢。
三、热力学第三定律热力学第三定律，又称绝对熵零点定律，提出了一个没有可能达到的理论极限：当温度趋向于绝对零度时，任何孤立系统的熵趋于零。
热力学第三定律被认为是热力学三大定律中最不直观和理论化的一个。
热力学第三定律的应用相对较少。
它主要被用于特定领域的研究，如半导体材料的研究、超导体的研究以及天体物理学的研究。
结论热力学第一二三定律是热力学基本的三个定律，它们在各种科学和工程领域中都有广泛的应用。
这三个定律为科学家和工程师提供了分析和优化物理系统的框架和方法。
在工业、环境和生物学等领域，热力学技术的应用是不可或缺的。
热力学三大基本定律是什么？一文带你搞懂
热力学三大基本定律是什么？一文带你搞懂虽然从远古时期人类早就学会了取火和用火，人们就注意探究热、冷现象本身。
但是热力学成为一门系统的学科却要到19世纪，在19世纪40年代前后，人们已经形成了这样的观念:自然界的各种现象间都是相互联系和转化的。
人们对热的研究也不再是孤立地进行，而是在热与其他现象发生转化的过程中认识热，特别是在热与机械功的转比中认识热。
热力学在发展过程中形成了三大基本定律，它们构成了热力学的核心。
热力学第一定律：能量守恒定律德国物理学家迈尔从1840年起就开始研究自然界各种现象间的转化和联系。
在他的论文《与有机运动相联的新陈代谢)中，把热看作“力”(能量)的一一种形式，他指出'热是能够转比为运动的力“。
他还根据当时的气体定压和定容比热的资料,计算出热的机械功当量值为367kgm/千k。
在论文中，迈尔详细考察了当时已知的几种自然现象的相互转化，提出了“力“不灭思想，迈尔是最早表述了能量守恒定律也就是热力学第一定律的科学家。
1847年，德国科学家亥姆霍兹发表了著作《论力的守恒》。
他提出一切自然现象都应该用中心力相互作用的质点的运动来解释，这个时候热力学第一定律也就是能量守恒定律已经有了一个模糊的雏形。
1850年，克劳修斯发表了《论热的动力和能由此推出的关于热学本身的定律》的论文。
他认为单一的原理即“在一切由热产生功的情况，有一个和产生功成正比的热量被消耗掉，反之，通过消耗同样数量的功也能产生这样数量的热。
” 加上一个原理即“没有任何力的消耗或其它变化的情况下，就把任意多的热量从一个冷体移到热体，这与热素的行为相矛盾”来论证。
把热看成是一种状态量。
由此克劳修斯最后得出热力学第一定律的解析式：dQ=dU-dW从1854年起，克劳修斯作了大量工作，努力寻找一种为人们容易接受的证明方法来解释这条原理。
经过重重努力，1860年，能量守恒原理也就是热力学第一定律开始被人们普遍承认。
能量守恒原理表述为一个系统的总能量的改变只能等于传入或者传出该系统的能量的多少。
二讲热力学一定律能量守恒定律
气体,下部为真空,活塞与器壁的摩擦忽略不计,置于真空中的轻
弹簧的一端固定于理想气体容器的底部.另一端固定在活塞上,弹
簧被压缩后用绳扎紧,此时弹簧的弹性势能为EP(弹簧处于自然长 度时的弹性势能为零),现绳突然断开,弹簧推动活塞向上运动,经
过 多 次 往 复 运 动 后 活 塞 静 止 , 气 体 达 到 平 衡 态 , 经 过D此 过 程
二讲热力学 一定律能量
守恒定律
一、热力学第一定律 1.定律内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它 传递的 热量与外界对它所做的 功 的和．
2.数学表达式： Δ UQW
改变内能的两种方式：
一.做功（绝热过程Q0）Δ U W，能量的转化. 外界对气体做功W 0，Δ U 0内能增加. 气体对外界做功W 0，Δ U, 0内能减小. 二.热传递（不做功W0）Δ U Q.能量的转移. 吸收热量Q 0，Δ U 0内能增加. 放出热量Q 0，Δ U 0内能减小.
A.由a状态至b状态过程中，气体放出热量，内能不变 B.由b状态至c状态过程中，气体对外做功，内能增加，平均每个
气体分子在单位时间内与器壁碰撞的次数不变
C.c状态与a状态相比，c状态分子平均距离较大，
分子平均动能较大
D.b状态与a状态相比，b状态分子平均距离较小，
分子平均动能相等
分 析 ： 1.a到 气b体理等想温 变 化不，变内，能V减 E0小 ，W
题后总结：（ 质1量 ）的 一理 定想气只体由的温内度能决定， 与体积无N关 α.TE. ( 2 ) Δ WUQ 和 PTVC 及图像的综热 合点 是.高考
【变式3】如图所示的容器中，A、B各有一个可以自由移动的轻 活塞，活塞下是水，上为空气，大气压恒定，A、B底部由带有 阀门K的管道相连，整个装置与外界无热交换。开始A中水面比B 中高，打开阀门，使A中的水逐渐流向B中，最后达到平衡，在 这个过程中 （ ） A、大气压对水做功，水的内能增加 B、水克服大气压做功，水的内能减少 C、大气压对水不做功，水的内能不变 D、大气压对水不做功，水的内能增加.
热力学定律公式
热力学定律公式一、热力学定律1. 热力学第一定律：能量守恒定律（一次动力学）说明：热力学第一定律，又称能量守恒定律，是物理学中长期研究的定律之一，它解释了发生物理和化学变化时能量的守恒，即变化时物质中不能创造或者毁灭能量，只能以多种形式相互转换。
根据定律，考虑任何物理或化学变化，变化前后所有物质的总能量减少、增加或者保持不变，只要能量不会增加或减少，熵值也就守恒了。
2. 热力学第二定律：温度无差异可降低定律说明：热力学第二定律，又称温度差异可降低定律，主要指非完全开放系统的能量变化。
它描述如果将两种不同温度的物质在同一热源中结合，其能量的差异越大，它们的总热量就越小，而它们最终会趋向同一温度，这个标准温度称为热力学平衡。
3. 热力学第三定律：熵递增定律说明：这条定律表明物质的总体熵（不均匀性）在实验室可以观察到的不动变量范围内，总是递增的，熵的定义是描述一个热动力系统的守恒性的度量的物理量。
熵增加表示热动力系统脱离强有序状态，向混乱状态发展。
4. 热力学第四定律：Carnot定律：说明：Carnot定律是描述热机内热量转换机制规律的物理定律，它描述热机之间的效率。
热机是指可以利用热源能量转化为机械能和其他能源的装置，如发动机和内燃机。
简言之，Carnot定律规定热机的效率只与其温度有关，温度越高，效率越高。
二、热力学的应用1. 热量转换热量的转换由热力学的基本定律来决定，一个系统在能量变化的过程中，不可能出现能量的创造或灭活，变量时形式只会改变，典型的转换过程有热机转换、热泵、制冷机和制热机等，热力学定律是这些机器设计和运行的准则。
2. 热物理学热物理学是用来研究物质性质如热容、熵和热导率与温度、压力之间关系的物理学分支，热量动力学方程以及热容性质、熵和热导率的定义都是热力学定律的重要应用。
3. 热交换热的交换受制于热力学的定律，在热交换的过程中，热量随着能量的流动而流动，热交换要么提供也要么消耗能量，如果两个热源直接隔绝而不交换能量，最终会达到一个平衡温度。
热学三定律
浅析热力学三大定律一、第一定律热力学第一定律也叫能量不灭原理，就是能量守恒定律。
简单的解释如下：ΔU = Q+ W或ΔU=Q-W（目前通用这两种说法，以前一种用的多）定义：能量既不会凭空产生，也不会凭空消灭，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。
基本内容：热可以转变为功，功也可以转变为热；消耗一定的功必产生一定的热，一定的热消失时，也必产生一定的功。
普遍的能量转化和守恒定律在一切涉及热现象的宏观过程中的具体表现。
热力学的基本定律之一。
热力学第一定律是对能量守恒和转换定律的一种表述方式。
热力学第一定律指出，热能可以从一个物体传递给另一个物体，也可以与机械能或其他能量相互转换，在传递和转换过程中，能量的总值不变。
表征热力学系统能量的是内能。
通过作功和传热，系统与外界交换能量，使内能有所变化。
根据普遍的能量守恒定律，系统由初态Ⅰ经过任意过程到达终态Ⅱ后，内能的增量ΔU应等于在此过程中外界对系统传递的热量Q 和系统对外界作功A之差，即UⅡ－UⅠ＝ΔU＝Q－W或Q＝ΔU＋W这就是热力学第一定律的表达式。
如果除作功、传热外，还有因物质从外界进入系统而带入的能量Z，则应为ΔU＝Q－W＋Z。
当然，上述ΔU、W、Q、Z均可正可负（使系统能量增加为正、减少为负）。
对于无限小过程，热力学第一定律的微分表达式为δQ＝dU＋δW因U是态函数，dU是全微分[1]；Q、W是过程量，δQ和δW只表示微小量并非全微分，用符号δ以示区别。
又因ΔU或dU只涉及初、终态，只要求系统初、终态是平衡态，与中间状态是否平衡态无关。
热力学第一定律的另一种表述是：第一类永动机是不可能造成的。
这是许多人幻想制造的能不断地作功而无需任何燃料和动力的机器，是能够无中生有、源源不断提供能量的机器。
显然，第一类永动机违背能量守恒定律。
二、第二定律1.定义①热不可能自发地、不付代价地从低温物体传到高温物体(不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化，这是按照热传导的方向来表述的)。
热力学三大定律内容及公式
热力学三大定律内容及公式
热力学三大定律，又称玻尔定律，是热力学的基础，也是物质传递的基本原理和实验原理。
热力学三大定律分别是第一定律、第二定律和第三定律，它们分别提出了物质传递和能量传递的基本原理，为热力学的发展奠定了基础。
第一定律，也称为热力学定律，即热力学系统的总能量是守恒的，即能量守恒定律。
它定义了保守特性，即热力学系统内外能量发生变化时，系统外能量的增加与系统内能量的减少之和等于零。
记做：ΔE+ΔI=0 其中，ΔE表示系统外的能量的变化，ΔI表示系统内的能量的变化。
第二定律即增温定律，指所有的热耗散都会引起热力学系统的温度升高。
它提出了热机械效率的概念，即热机械效率应与完全机械效率一样，必然<1，记做
η<1。
它定义了热机械过程的不可逆性，即作任何单向热机械过程的逆过程，其热机械效率必然<1，记做η<1。
第三定律即热大定律，也称为热死亡定律，它指出：任何物质最终可以达到的最低温度是一个恒定的，记做T0，它是热源的无穷大与绝热物体的温度。
它定义了热力学系统的无穷小，就是热源的无穷大与绝热物体的温度之间的温差，记做ΔT=T/T0。
热力学三大定律是热力学发展过程中被公认的理论框架，它们就是热力学概念的基本单元，也是我们理解和探究物质传递和能量传递的基础。
热力学三大定律
热力学三大定律
热力学三大定律
热力学第一定律(能量守恒定律): 能量既不会凭空产生，也不会凭空消灭，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。
财富也不会凭空产生，也不会凭空消失。
只不过从你的口袋转移到他的口袋，或者从现金变成了房子或美女。
热力学第二定律指热永远都只能由热处转到冷处。
简言之即是热不能自发的从冷处转到热处，任何高温的物体在不受热的情况下，都会逐渐冷却。
热的本质乃粒子运动时所产生的能量。
换言之，没有外界输入能源、能量，粒子最终都会慢慢的停顿下来，继而不再产生热能。
任何热潮都会冷却，任何泡沫都会破裂，任何人都会死，任何政权都会倒台。
反过来考虑，任何冷门，在受到外界的刺激后，会变成热门，但外界刺激消失后，又回复原貌。
热力学第三定律在热能作功的过程中，都总会有一部分能量会失去，并非100%原原本本地转化。
而量度能量转化过程中失去的能量有多少，一般都是以熵值显示。
由于能量在形式转换过程中必有能量损耗，所以在这个过程中，熵总是会增加。
由于在趋近于绝对温度零度时基本上可说差不多没有粒子运动的能量，所以在这个状态下，亦不会有熵的变化，这样的熵变化率自然是零。
换句话说，绝对零度永远不可能达到。
在交易的过程中，你必须交税和费。
交易得越多，额外损失越多，所以你必须减少交易的频率，减少离婚的次数。
但当你穷死了的时候（一般不会这么倒霉），就不必交税了。
热力学 三大定律
热力学三大定律一、热力学第一定律1. 内容- 热力学第一定律也被称为能量守恒定律。
其表达式为ΔU = Q+W。
其中ΔU 表示系统内能的变化量，Q表示系统吸收的热量，W表示外界对系统做的功。
- 对于一个封闭系统（与外界没有物质交换，但可以有能量交换的系统），系统内能的增加等于它从外界吸收的热量与外界对它所做的功之和。
如果系统对外做功W为负，系统放出热量Q为负。
2. 实例理解- 以气缸中的气体为例，当对气缸中的气体加热（Q>0），同时活塞压缩气体（W>0）时，气体的内能ΔU增加。
例如在汽车发动机的压缩冲程中，活塞对混合气体做功，同时混合气体会有一定的热量交换，最终导致混合气体内能增加。
3. 历史发展- 焦耳通过大量精确的实验测定了热功当量，为能量守恒定律奠定了坚实的实验基础。
在焦耳之前，人们对热和功的关系认识模糊，焦耳的实验表明，机械功和热量之间存在着确定的转换关系，这一发现促使科学家们认识到能量在不同形式之间转换时总量保持不变。
二、热力学第二定律1. 克劳修斯表述- 热量不能自发地从低温物体传到高温物体。
例如，在一个孤立系统中，如果有两个温度不同的物体，热量只会从高温物体向低温物体传递，而不会自发地反向传递。
如果要使热量从低温物体传向高温物体，必须有外界的作用，如冰箱制冷，是通过压缩机做功（消耗电能）才实现热量从低温物体（冰箱内部）传向高温物体（冰箱外部环境）。
2. 开尔文表述- 不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响。
例如热机工作时，从高温热源吸收热量Q_1，一部分用于对外做功W，另一部分Q_2要释放到低温热源，不可能将吸收的热量Q_1全部转化为有用功W。
3. 熵的概念与第二定律的联系- 熵是用来描述系统混乱程度的物理量。
在一个孤立系统中，熵总是增加的，这是热力学第二定律的另一种表述形式。
例如，将一块方糖放入一杯水中，随着时间的推移，糖分子会均匀地扩散在水中，系统从相对有序（糖块和水分离）变为相对无序（糖分子均匀分布在水中），熵增加了。
热力学包括几个定律
热力学包括几个定律
热力学是研究热现象中物质系统在能量转换、传递和耗散过程中的热力学性质和行为的科学。
热力学主要包括四个定律，分别为热力学第零定律、热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律。
热力学第零定律（又称热平衡定律）：如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡(温度相同)，则它们彼此也必定处于热平衡。
热力学第一定律（又称能量守恒定律）：不同形式的能量在传递与转换过程中守恒。
表达式为△U=Q+W。
表现形式为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。
热力学第二定律：热量不能自发地从低温物体转移到高温物体。
热力学第二定律的两种表述分别为开尔文表述和克劳修斯表述。
热力学第三定律：热力学系统的熵在温度趋近于绝对零度时趋于定值。
热力学四大定律是热力学的基本理论，它们描述了热力学系统中能量的转化和传递规律，对于理解热力学现象和热力学过程具有重要意义。
这些定律不仅在物理学中具有重要地位，在化学、工程学、生物学等领域也有广泛的应用。
物理热力学定律
物理热力学定律热力学是物理学中涉及热、功和能量转换的学科，研究物质内部的热现象及其与其他形式的能量转换之间的关系。
物理热力学定律是描述这种关系的基本规律，本文将详细介绍热力学中的四大定律：热容定律、热传导定律、热辐射定律和热平衡定律。
一、热容定律热容定律是热力学中最基本的定律之一。
它描述了物体在温度变化过程中吸收或释放的热量与其质量和温度变化之间的关系。
根据热容定律，物体的热容量可以表示为C = mc，其中C是物体的热容量，m是物体的质量，c是物体的比热容。
比热容是一个物质的固有属性，表示单位质量物质在单位温度变化下吸收或释放的热量。
二、热传导定律热传导定律是热力学中描述物体内部热量传递的定律。
根据热传导定律，热量会从高温区域传导到低温区域，直到达到热平衡。
热传导的传递速率与物质的导热性能有关，导热性能越好，热传导速率越大。
导热性能可以通过物质的导热系数来衡量，导热系数越大，物质的导热性能越好。
三、热辐射定律热辐射定律是热力学中用于描述热辐射现象的定律。
热辐射是一种物体因温度而发出的电磁辐射，包括可见光、红外线和紫外线等。
根据热辐射定律，物体的辐射功率与其表面温度的四次方成正比，即P =σεAT^4，其中P表示辐射功率，σ是斯特藩-玻尔兹曼常数，ε是物体的辐射率，A是物体的表面积，T是物体的绝对温度。
四、热平衡定律热平衡定律是热力学中用于描述物体间热平衡状态的定律。
根据热平衡定律，当两个物体处于热接触状态时，如果它们之间不存在温度差异，它们就处于热平衡状态。
在热平衡状态下，两个物体之间不会有热量的净传递，它们的温度保持不变。
热平衡定律是热力学中一个重要的基础概念，为研究热传导、热交换等过程提供了基本思想。
总结：物理热力学定律包括热容定律、热传导定律、热辐射定律和热平衡定律。
热容定律描述了物体在温度变化过程中吸收或释放的热量与其质量和温度变化之间的关系。
热传导定律描述了热量从高温区域传导到低温区域的过程，热辐射定律描述了物体因温度而发出的电磁辐射，热平衡定律描述了物体间热平衡状态的特性。
物理学中的热力学规律
物理学中的热力学规律热力学是物理学中研究热能转化与传递的学科，它涉及到能量、温度和热量等概念。
热力学规律是描述热力学系统行为的基本原理和定律。
下面，我们将探讨一些重要的热力学规律。
一、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中的体现。
根据热力学第一定律，一个封闭系统的内能变化等于系统所吸收的热量减去所做的功。
这可以用以下公式表示：ΔU = Q - W其中，ΔU代表系统的内能变化，Q代表系统所吸收的热量，W代表系统所做的功。
这个定律告诉我们，能量在系统中是守恒的，能量可以从一个形式转化为另一个形式，但总能量不变。
二、热力学第二定律热力学第二定律是描述自然界中热能传递方向的定律。
根据热力学第二定律，热量永远不会自发地从低温物体传递到高温物体，而是自发地从高温物体传递到低温物体。
这个定律可以用热力学中的熵来描述。
熵是一个描述系统无序程度的物理量，它与热力学第二定律密切相关。
根据热力学第二定律，一个孤立系统的熵永远不会减少，只会增加或保持不变。
这意味着自然界中的过程总是趋向于增加系统的熵，即趋向于增加系统的无序程度。
三、热力学第三定律热力学第三定律是描述温度趋于绝对零度时系统性质的定律。
根据热力学第三定律，当温度趋于绝对零度时，系统的熵趋于一个有限值。
也就是说，绝对零度是热力学系统的一个特殊点，它对应于系统的最低熵状态。
热力学第三定律的一个重要应用是描述物质的冷却过程。
根据这个定律，当物质冷却到接近绝对零度时，它的熵趋于零，从而使得物质的性质发生显著变化。
例如，超导材料在低温下可以表现出零电阻和完全磁场排斥的特性。
四、热力学平衡态热力学平衡态是指一个系统在没有外界扰动时达到的稳定状态。
根据热力学规律，一个系统在平衡态时，各个宏观性质不随时间变化。
例如，一个封闭的热力学系统在达到平衡态后，温度、压力和物质的分布等性质都保持不变。
热力学平衡态是热力学研究的重要对象，它可以用来描述宏观系统的性质和行为。
热力学知识：热力学中的热力学基本原理和热力学规律
热力学知识：热力学中的热力学基本原理和热力学规律热力学是自然科学的重要分支之一，是研究热量与能量之间相互转化关系的学科。
热力学基本原理和热力学规律是热力学理论的核心内容，对于人类的生产和生活具有重要的指导意义。
热力学基本原理包括三大定律：热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律。
热力学第一定律，也称能量守恒定律，指的是能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
热力学第一定律为能量的守恒提供了理论依据，也为分析热力学过程提供了基本方法。
热力学第二定律，也称热力学不可逆定律，指的是一个孤立系统中的热量不可能从低温物体自发地转移到高温物体。
此外，热力学第二定律还包括熵增定律、热力学势等概念。
热力学第二定律不仅为热力学过程提供了限制条件，也为生产和工程实践提供了重要的指导原则。
热力学第三定律，也称热力学极限定律，指的是当温度趋近于绝对零度时，热容趋近于零，而熵也趋近于一个有限值。
该定律为研究低温物理学和统计物理学提供了依据和指导。
除了热力学基本原理，热力学规律也是热力学理论的重要组成部分。
最基本的热力学规律之一是热力学态函数。
热力学态函数是指在某一温度和压力条件下，热力学系统所具有的特定状态。
常见的热力学态函数有内能、焓、自由能、吉布斯自由能和熵等。
热力学规律还包括热力学过程的热力学基本方程、热力学循环和热力学平衡等。
热力学基本方程是研究热力学过程最基本方程式的总称，其中最常用的是热力学状态方程的形式。
热力学循环则是指在一定条件下，热能在物体内部的流动和转换过程，它是研究热能利用的基础。
而热力学平衡则是指系统达到的热力学状态，是指系统的各项物理性质不发生任何变化的状态。
总之，热力学基本原理和热力学规律是热力学理论的核心内容，为研究热量与能量之间相互转化提供了重要的理论基础和指导意义。
在现代科技和工业生产中，热力学已广泛应用于各个领域，为人类的生产和生活带来了巨大的助力。
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热力学第零定律1、定义：如果两个热力系的每一个都与第三个热力系处于热平衡，则它们彼此也处于热平衡。
2、热力系（热力学系统）：（1）定义：在热力学中，用作研究对象所选取特定范围的物质和空间。
（2）分类：①根据系统与外界相互作用的情况进行分类：与外界没有任何相互作用的系统称为孤立系统；与外界有能量交换但没有物质交换的系统称为封闭系统或简称闭系；与外界既有能量交换又有物质交换的系统称为开放系统或简称开系。
②根据组成系统的物质的化学性质进行分类：由一种分子（化学组分）构成的热力学系统称为单元系；由两种或两种以上的分子（化学组分）构成的热力学系统称为多元系。
③根据系统各部分的性质进行分类：部分的所有性质完全一样的系统称为均匀系,又称单相系;系统的各部分的性质有差异的系统称为非均匀系；整个系统不均匀，但可以分成若干个均匀的部分的系统称为复相系。
3、热平衡：指温度相同4、一切互为热平衡的系统具有一个数值上相等的共同的宏观性质──温度。
温度计所以能够测定物体温度正是依据这个原理。
5、温度是物体分子运动平均动能的标志，是大量分子热运动的集体表现。
温度是一个函数。
6、PV=nRT，R为常数，定义T7、热力学第零定律用来作为进行体系测量的基本依据，它说明了温度的定义和温度的测量方法。
表述如下：①可以通过使两个体系相接触，并观察这两个体系的性质是否发生变化而判断这两个体系是否已经达到平衡。
②当外界条件不发生变化时，已经达成热平衡状态的体系，其内部的温度是均匀分布的，并具有确定不变的温度值。
③一切互为平衡的体系具有相同的温度，所以，一个体系的温度可以通过另一个与之平衡的体系的温度来表达；或者也可以通过第三个体系的温度来表达。
8、热力学第零定律是热力学三大定律的基础。
热力学第一定律（能量守恒和转换定律）1、定义：热力系内物质的能量可以传递，其形式可以转换，在转换和传递过程中各种形式能源的总量保持不变。
（自然界一切物体都具有能量，能量有各种不同形式，它能从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在转化和传递过程中能量的总和不变）2、符号表达：（1）ΔU=Q+W 或ΔU=Q-W （仅对于封闭系）描述了系统在过程中能量的变化关系，在热力学中，系统发生变化时，与环境之间交换的热为Q，与环境交换的功为W，热力学能（内能）的变化（ΔU）目前通用这两种说法，以前一种用的多，为了避免混淆，物理中普遍使用第一种，而化学中通常是说系统对外做功，故会用后一种。
①外界对系统做功，W>0，即W为正值。
②系统对外界做功，也就是外界对系统做负功，W<0,即W为负值③系统从外界吸收热量，Q>0，即Q为正值④系统从外界放出热量，Q<0，即Q为负值⑤系统内能增加，△U>0，即△U为正值⑥系统内能减少，△U<0，即△U为负值（2）Q=ΔH+Δ(1/2mv2)+W （对于开放系）它表明向系统输入的热量Q，等于质量为m的流体流经系统前后焓（hán）H 的增量、动能的增量以及系统向外界输出的机械功W之和。
3、基本内容热可以转变为功，功也可以转变为热；消耗一定的功必产生一定的热，一定的热消失时，也必产生一定的功。
普遍的能量转化和守恒定律是一切涉及热现象的宏观过程中的具体表现。
热力系能量的表征是内能。
通过作功和传热，系统与外界交换能量，使内能有所变化。
如果除作功、传热外，还有因物质从外界进入系统而带入的能量Z，则应为ΔU=Q－W+Z。
当然，上述ΔU、W、Q、Z均可正可负（使系统能量增加为正、减少为负）。
4、热力学第一定律与能量守恒和转换定律的关系：热力学第一定律实际上是包括热现象在内的能量转化与守恒定律。
热力学第一定律是对能量守恒和转换定律的一种表述方式。
5、能量守恒定律（1）定义：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。
（2）能量：①自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应：物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷的运动具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等。
②不同形式的能量之间可以相互转化：“摩擦生热是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能；水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起，表明内能转化为机械能；电流通过电热丝做功可将电能转化为内能等等”。
这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化，且是通过做功来完成的这一转化过程。
③某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等．某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。
（3）表达形式：①保守力学系统：在只有保守力做功的情况下，系统能量表现为机械能（动能和位能/势能），能量守恒具体表达为机械能守恒定律。
②热力学系统：能量表达为内能，热量和功，能量守恒的表达形式是热力学第一定律。
③核力学系统：在核聚变、核裂变过程中，产生大量能量的同时，有大量的粒子射出，所以物体的质量在减少。
如果核聚变、核裂变的过程可逆，那么就需要大量的粒子和大量的能量来构成核聚变、核裂变的逆变过程。
核聚变与核聚变逆变、核裂变与核裂变逆变之间，它们的能量是守恒、质量也是守恒。
6、体积功：系统由于体积改变而与环境交换的能量称为体积功。
7、焓（hán）（H）（1）定义：焓是一个热力学系统中的能量参数。
规定由字母H（单位：焦耳，J）表示（2）物理意义：恒压且只做体积功的特殊条件下，Q=ΔH，即反应的热量变化。
（3）定义式：H=U+PV ，即一个体系的内能与体系的体积和外界施加于体系的压强的乘积之和，但要注意这里压力与体积的乘积PV不是体积功。
（4）系统的状态一定，则系统的U,P,V均确定，系统的H也就确定，故焓H是状态函数，其单位为J。
8、状态函数：在一定的条件下，系统的性质不再随时间而变化，其状态就是确定的，系统状态的一系列表征系统的物理量被称为状态函数（state function）。
（1）定义：状态函数描述系统状态的物理量。
内能、焓、温度、压力、体积、物质的量、密度是状态函数。
（2）状态函数分类：①具有广度性质的物理量（量值与体系中物质的量成正比），如V、n，有加合性；②具有强度性质的物理量（量值与系统中物质的量无关），如p、T，无加合性。
（3）状态函数的特征：状态函数的变化值只取决于系统的始态和终态，与中间变化过程无关。
热力学第二定律1、定义：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响；不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。
2、熵（shāng）（S）（1）定义：物理学上指热能除以温度所得的商，标志热量转化为功的程度。
科学技术上用来描述、表征系统不确定程度的函数。
（2）物理意义：指的是体系的混乱的程度（3）特点：①熵是体系的状态函数，其值与达到状态的过程无关；②熵的定义是：dS=dQ/T，因此计算不可逆过程的熵变时，必须用与这个过程的始态和终态相同的可逆过程的热效应dQ来计算；③TdS的量纲是能量，而T是强度性质，因此S是广度性质。
计算时，必须考虑体系的质量；④同状态函数U和H一样，一般只计算熵的变化。
3、可逆过程、不可逆过程和自发过程：若系统经历了一个过程，而过程中的每一步都可沿相反的方向进行，同时不引起外界的任何变化，那么这个过程就称为可逆过程；若对于某一过程，用任何方法都不能使系统和外界恢复到原来状态，该过程就是不可逆过程；自然界中不受外界影响而能自动发生的过程称为自发过程。
功向热转化的过程是不可逆的；一切自发过程都是不可逆过程；热量从高温自动传向低温物体的过程是不可逆的；一切与热现象有关的过程都是不可逆过程；自然界中发生的实际过程都是不可逆过程。
4、绝热过程：指任一气体与外界无热量交换时的状态变化过程，是在和周围环境之间没有热量交换或者没有质量交换的情况下，一个系统的状态的变化在绝热过程中，系统对外所作的功等于内能的减少量。
在可逆的绝热过程中，系统的熵不变。
绝热体系属于封闭体系的一种；绝热过程分为可逆过程（熵增为零）和不可逆过程（熵增不为零）两种。
5、量纲：将一个物理导出量用若干个基本量的乘方之积表示出来的表达式，称为该物理量的量纲式，简称量纲(dimension)。
量纲是物理量的度量，是物理量的测量数据的表示。
6、熵增加原理：孤立系统的熵值永远是增加的（更精确的说，是永不减少）。
在孤立系统中，一切不可逆过程必然朝着熵的不断增加的方向进行。
这也是热力学第二定律的又一种表述。
7、对热力学第二定律的解释：热力学第二定律，是指热永远都只能由热处转到冷处(在自然状态下)。
它是关于在有限空间和时间内，一切和热运动有关的物理、化学过程具有不可逆性的经验总结。
从分子运动论的观点看，作功是大量分子的有规则运动，而热运动则是大量分子的无规则运动。
显然无规则运动要变为有规则运动的几率极小，而有规则的运动变成无规则运动的几率大。
一个不受外界影响的孤立系统，其内部自发的过程总是由几率小的状态向几率大的状态进行，从此可见热是不可能自发地变成功的。
8、根据热力学第零定律，确定了状态函数——温度；根据热力学第一定律，确定了状态函数——内能和焓；根据热力学第二定律，也可以确定一个新的状态函数——熵。
可以用熵来对第二定律作定量的表述。
9、热力学第二定律过程：在自然界中任何的过程都不可能自动地复原，要使系统从终态回到初态必需借助外界的作用，由此可见，热力学系统所进行的不可逆过程的初态和终态之间有着重大的差异，这种差异决定了过程的方向，人们就用状态函数熵描述这个差异，从理论上可以进一步证明: 可逆绝热过程Sf=Si，不可逆绝热过程Sf>Si，式中Sf和Si分别为系统的最终和最初的熵。
10、热力学第二定律成立条件：（1）该系统是线性的；（2）该系统全部是各向同性的。
11、热力学第二定律与时间的单方向性：所有不涉及热现象的物理规律均时间反演对称，它们没有对时间的方向作出规定. 所谓时间反演，通俗地讲就是时光倒流; 而物理定律时间反演对称则指，经过时间反演后，该定律依然成立.以牛顿定律为例，它是时间反演对称的. 不妨考察自由落体运动: 一物体由静止开始，在重力作用下自由下落，其初速度V(0)=0，加速度a=g，设其末速度为V(t)，下落高度为h. 现进行时间反演，则有其初速度V'(0)=-V(t)，加速度a'=g，末速度V'(t)=V(0)，上升高度为h，易证这依然满足牛顿定律.但热现象则不同，一杯水初始温度等于室温，为T(0)，放在点燃酒精灯上，从酒精灯火焰吸收热量Q后温度为T(t). 现进行时间反演，则是水的初温为T'(0)=T(t)，放在点燃酒精灯上，放出热量Q给酒精灯火焰，自身温度降为T'(t)=T(0). 显然这违背了热力学第二定律关于热量只能从高温物体传向低温物体的陈述. 故热力学第二定律禁止时间反演. 在第一个例子中，如果考虑空气阻力，时间反演后也会与理论相悖，原因在于空气阻力做功产生了热.12、热力学第二定律的正确性有人从实验观测的角度证明了在一定条件下热，孤立系统的自发熵减反应是有可能发生的。