物理化学论文,热力学
热学论文
简述热学班级姓名学号：关键词：热力学、传化导的方向、第二类永动机、热力学第二定律、研究对象。
概述：热学是物理学的一个重要部分，是研究热现象的理论。
热学是研究物质处于热状态时的有关性质和规律的物理学分支，它起源于人类对冷热现象的探索。
人类生存在季节交替、气候变幻的自然界中，冷热现象是他们最早观察和认识的自然现象之一。
热学主要研究热现象及其规律，它有两种不同描述方法——热力学和统计物理。
热力学是其宏观理论，是实验规律。
统计物理学是其微观描述方法，它通过物理简化模型，运用统计方法找出微观量与宏观量之间的关系。
热力学热力学主要是从能量转化的观点来研究物质的热性质，它揭示了能量从一种形式转换为另一种形式时遵从的宏观规律。
热力学是总结物质的宏观现象而得到的热学理论，不涉及物质的微观结构和微观粒子相互作用。
因此它是一种唯象的宏观理论，具有高度的可靠性和普遍性。
热力学三定律是热力学的基本理论。
热力学第一定律反映了能量守恒和转换时应该遵从的关系，它引进了系统的态函数——内能。
热力学第一定律也可以表述为：第一类永动机是不可能造成的。
热学中一个重要的基本现象是趋向平衡态，这是一个不可逆过程。
例如使温度不同的两个物体接触，最后到达平衡态，两物体便有相同的温度。
但其逆过程，即具有相同温度的两个物体，不会自行回到温度不同的状态。
这说明，不可逆过程的初态和终态间，存在着某种物理性质上的差异，终态比初态具有某种优势。
1854年克劳修斯引进一个函数来描述这两个状态的差别，1865年他给此函数定名为熵。
1850年，克劳修斯在总结了这类现象后指出：不可能把热从低温物体传到高温物体而不引起其他变化，这就是热力学第二定律的克氏表述。
几乎同时，开尔文以不同的方式表述了热力学第二定律的内容。
用熵的概念来表述热力学第二定律就是：在封闭系统中，热现象宏观过程总是向着熵增加的方向进行，当熵到达最大值时，系统到达平衡态。
第二定律的数学表述是对过程方向性的简明表述。
物理化学中的动力学和热力学
物理化学中的动力学和热力学物理化学是研究物质的性质、结构和变化过程的科学，它是化学这门学科的重要组成部分。
在物理化学中，动力学和热力学是两个极其重要的分支，它们分别研究物质变化的速率与能量，对于人们掌握物质的本质和探索科学的奥秘都有着至关重要的作用。
动力学是研究化学反应速率和求解机理的一个分支学科，我们也可以称之为反应动力学。
它研究化学反应中反应速率变化的规律、反应活化能和反应机理等方面的问题。
动力学的研究对于了解化学反应的实质起着极为重要的作用，因为反应速率是反应进行的速度，而反应机理则是反应如何发生，两者都是探究化学反应实质的重要领域。
在研究动力学的过程中，我们经常使用反应速率来表征反应的进行速度，反应速率的大小取决于反应物浓度、反应温度、反应物质量以及催化剂等因素。
不难发现，化学反应速率与反应温度有着密不可分的关系，一定范围内，反应速率随着温度升高而增加，这是因为温度升高会提高体系内分子的平均能量，使分子更容易进行化学反应，从而加快反应速率。
此外，催化剂也是影响化学反应速率的重要因素，许多化学反应都需要使用催化剂来加速反应速率，催化剂可以降低反应物的活化能，使得化学反应更容易进行。
热力学是研究物质状态、能量转化以及它们之间的关系的分支学科，它主要研究物质在热力学过程中的状态变化、功、热、熵等热力学量的概念、奥义以及规律。
热力学可以解释物质的热平衡状态、相变、热化学反应等，对于化学反应研究和工业生产均有着广泛的应用。
热力学对于掌握化学反应的方向起着重要的作用。
在化学反应中，反应热是一个非常关键的参数，它可以表征反应过程中吸热或放热的情况，常常通过焓变（ΔH）来描述。
在焓变为负的情况下，反应过程会放热，反之则会吸热。
另外在化学反应中，反应的熵变也是一个重要的指标，它描述了反应过程中分子在热力学上的随机运动程度的变化。
在熵变为正的情况下，反应过程会增加其混乱度，而熵变为负的情况则表示反应过程会减少混乱程度。
热力学和物理化学的关系
热力学和物理化学的关系热力学和物理化学是两门密不可分的学科，在化学领域的研究中，它们常常交织在一起，成为探究物理世界深层次的难题。
随着科学技术的发展，人们对于热力学和物理化学之间的关系越来越感兴趣。
热力学，简单来说，是研究能量转化和热力学定律的物理学科，它的主要关注点在于物质的性质、能量、热力学定律以及物理过程中的规律性。
而物理化学则是研究物理与化学之间的联系，以及物质的结构、性质和变化规律等方面的科学。
两者在学科研究上有着很大的交叉与互动关系，下面将具体探讨它们之间的相互作用。
1. 热力学对物理化学的影响热力学对于物理化学研究有着广泛而深刻的影响。
在材料科学领域，热力学理论被广泛应用于合金、陶瓷、半导体等领域的研究，通过物质的热力学性质来研究物质的结构和性质。
例如，铝合金的热力学性质对于制备最终的材料有着决定性的影响。
通过热力学模拟和计算，可以确定最佳的制备条件以及铝合金中各种物质的含量和比例。
另外，还能预测材料的性能，如其强度、韧性及导电性等，这对材料工程师来说是非常关键的。
此外，在医药、生物和化工等领域中，热力学也占有重要的地位。
例如，热力学可以用来研究生物分子的稳定性，如蛋白质和DNA在不同温度下的稳定性。
从而，预测它们在不同条件下的行为，并提供制备和储存这些物质的最佳方法。
热力学还可以用于分析反应动力学、化学平衡以及溶解等现象。
它为研究化学反应的发生提供了必要的参数，帮助化学家们预测反应条件和反应产物，从而为新材料、药物等的研究提供了很好的基础。
2. 物理化学对热力学的影响物理化学是通过研究物质的结构、性质和变化规律来探究它与物理之间的联系。
它对于热力学的研究和发展也有着不可忽略的作用。
热力学的定理及其应用已经在物理化学中得到广泛的应用。
例如，物理化学家们可以利用热力学的理论来研究材料的微观结构和性质。
在材料科学中，常常需要衡量材料的热容量和热导率等热力学性质来对其进行评估。
通过这些热力学性质，可以对材料的结构和性能作出深入的分析，并通过理论计算来寻找最佳的制备方案。
物理化学论文六篇
物理化学论文六篇物理化学论文范文11.1所学内容紧扣同学专业特点物理化学课程涉及的公式约有150个，教学时，要求同学把握基本公式的推导和证明，能用基本公式去解决一些实际性问题．提倡同学平常自学，上课前复习巩固学过的学问，强调数学和物理基础学问的重要性，培育同学对所学学问进行综合应用的力量．利用高等数学学问，关心同学把握、理解物理化学公式．如从卡诺循环可以推导出可逆热温商之和为零；从抱负气体发生PVT变化，可以求焓变、熵变、吉布斯函数变和吉布斯函数判据等参数；从肥皂可以了解润湿和乳化等概念．将现实生活中的某大事引入学习中，与物理化学紧密联系，加深同学对学问概念的理解，提高同学实际运用学问的力量．1.2引入物理化学科学家的故事进行励志教育在学习物理化学课程时，会涉及到许多闻名的物理学家和化学家，讲到相关内容时，老师会讲解他们的个人简历和趣闻逸事．一方面，可以提高同学学习的乐观性，集中他们的留意力，缓解课堂的学习气氛；另一方面，每一位科学家的胜利都离不开其自身不断努力奋斗的过程，通过了解他们的经受，不仅丰富了课堂教学内容，而且同学对科学的进展也产生了爱好，对科学家产生了崇拜，成为同学学习的榜样．如首次提出物理化学这个概念的是1901年和1909年先后获得诺贝尔化学奖的两位化学家：荷兰的范特霍夫和德国的奥斯特瓦尔德，正是他们的讨论促成了物理化学学科的诞生．其中范特霍夫是首位诺贝尔化学奖的获得者，他50多岁时还经营着一家牧场，亲自送牛奶，被誉为"牧场化学家'．在讲到稀释定律时，介绍奥斯特瓦尔德的生平事迹，他出身一般家庭，求学时对化学产生深厚的爱好，1884年在博士论文中提出了电离假设，1888年提出了以他名字命名的奥斯特瓦尔德稀释定律，1909年因在催化作用、化学平衡和氨制硝酸等方面的杰出贡献而获得诺贝尔化学奖．2教学方法与考核方式改革2.1多媒体教学与传统教学相结合传统教学采纳粉笔板书的方式，书写需要肯定时间，导致同学接受学问量较少．而利用PPT课件，结合Flas，能使教学内容生动、信息量大，给同学更直观的印象，提高课堂效率．物理化学课程公式多，规律性强，有些问题比较抽象，单纯采纳多媒体呈现，导致同学思维跟不上文字显示的速度，因此不能仅用多媒体一种教学方式．结合教学实际，采纳多媒体教学与板书相结合的方式授课，同学能充分地消化汲取所学的学问，教学速度适中，从而提高教学质量和效率．2.2考核方式的改革与创新物理化学课程考核方法普遍采纳平常成果加期末考试两大块的组合，存在期末考试成果在总评成果中比例偏重的问题．考核方式改革前，平常成果占20%，期末考试成果占80%．这种考核方式可能导致同学平常学习不仔细，期末考试前突击，因而不能起到督促同学平常学习的作用．考核方式改革后，实行平常成果占20%，阶段考试或考核成果占30%，期末考试成果占50%的形式．在原有基础上，降低了期末考试的比例，规定小于等于48学时的课程，期间加一次阶段性考试或考核；大于48学时小于等于64学时的课程，期间加两次阶段性考试或考核．虽然老师的工作量比改革前增加了，但同学学习的主动性和乐观性得到了提高．同学要想取得优秀的成果，就不能忽视阶段性成果．另外，也尝试在总评成果中增加其它一些（如课堂争论、课程论文等）考核方式，从而促进同学乐观学习． 3设计试验教学环节，培育同学创新力量物理化学论文范文2实施素养教育，课堂教学是主渠道，抓住课堂教学这个中心环节，结合素养教育的精神实质，开展优化物理教学的讨论，是有效地推动素养教育在物理教学中得以实施的关键，要把物理课堂教学作为一个整体性的，师生相互作用的动态过程来讨论，让物理课堂教学焕发诞生机和活力，物理难学已是一个由来已久的问题，究其缘由是没有优化物理教学过程的结果，过去的物理教学过程，注意学问传授而忽视力量培育，注意老师的教而忽视同学的学，视老师为主导而不把同学视为主体，因此优化物理教学过程已是一个必需解决的问题。
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.从认知发展心理学的观点看，同学们个体在对某一事物认识的时候，认识水平是在主体与客体间不断地相互作用过程中变化和提高的.个体的认识发展过程是人类认识发展过程的一个缩影.因此个体的认知发展水平和历史上人类对其认识水平是相对应的•也就是说从人类对热的认识发展就可预知学生对热的理解情况.那么要进行有效的热学教学，我们有必要向学生介绍有关热学发展史.在历史上，人类对“热”是什么的思考一直没停止过.对热的认识不断变化和发展•大致可以归纳为以下三个阶段：一、热质说的形成受古希腊原子论思想的影响，热是某种特殊的物质实体的观点也得到流传.法国科学家和哲学家伽桑狄认为，热和冷也是由特殊的.'热原子”和''冷原子”引起的，波尔哈夫认为热的本源是钻在物体细孔中的、具有高度可塑性和贯穿性的物质粒子，它们没有重量，彼此排斥.这个观念，把人们引向“热质说”.热”可以从高温物体传向低温物体，就好似水从高流向低处.认为热是一种特殊的物质.它暗藏在物质粒子之间，受到物质粒子的吸引，热质粒子之间互相排斥.在18世纪..热质说”几乎统领热学各个领域，当时“热质说”能简单地、较满意地解释当时发现的大部分热现象，并取得了一定的成功■例如.物体温度的变化是吸收或放出“热质”引起的;热传导是“热质”的流动，等等.在“热质说”的影响下，热学（主要量热学）的研究取得了一些进展.但到了后来，“热质说”无法解释热缩冷胀、摩擦生热等现象，受到了严重的挑战.二、定性的热动说的形成1658年，伽桑狄提出物质是由分子构成的假设，假想分子是硬粒子，能向各个方向运动，使它们以不同形式进行结合并表现出不同的特征.他用这个假说进一步解释了固、液、气三种状态.即在固体内部，硬粒子结合得很紧密，粒子之间强大的力使它们保持着固定的形状、粒子排列规则;在液体内部，相距较近的粒子之间的力使它们不易分散开来;在气体中，相距很远的粒子之间不存在相互作用力，各个粒子自西运动.19 世纪初，随着化学原子论的确立，分子概念同样也被提了岀来，分子无规则运动的现象也由实验所呈现出来.在1803年时，道尔顿（英国化学家）通过对大气的成分、性质以及气体的扩散和混合现象的研究，提出了他的新原子学说的基木要点.即：一切化学元素都是由不可分割的原子组成的；各种元素的原子以其不同的形状、性质而区别，并具有特定的质量;不同元素的原子以简单整数的比例柑结合而形成各种化合物的原子.当时由于“分子”概念尚未建立，道尔顿把不同原子组成的分子称为“复朵原子” .1811年，阿伏加德罗（意大利物理学家）在道尔顿的原子论的思想基础上，开始引入“分子”的概念，并把它与原子概念相区别.1827年，由于布朗（英国植物学家）长期的观察研究，发现布朗运动，他在分子运动论方面做出了新发现，为分子运动提供了有力的证据.1905年爱因斯坦从统计力学观点最终建立了布朗运动的理论，给分子运动的研究提供了理论依据.接着法国的佩兰根据爱因斯坦及他人的理论研究成果，做了多年的关于布朗运动的实验，并由此相当精确地测定了阿伏加德罗常数和分子的各个有关的数据. 因此，布朗运动是微观分子运动的宏观表现.也是分子存在热运动和分子间存在空隙的有力证据.三、定盆的热动说的形成焦耳等人通过大量的实验，认为热和机械运动等同其他运动形式一样，也是运动的一种形式，而不是一种特殊的物质（热质）.之后，人们进一步对热运动作了定量的比较系统的研究.使分子运动论得以建立起来.在分子运动论方面做出大量工作的有许多科学家，其中克劳修斯、麦克斯韦、玻尔兹曼的工作尤为重要，他们是分子运动论的主要奠基者.经过许多物理学家几代人的共同努力，分子运动理论终于建立起来了.它不仅揭示了宏观“热”过程与分子的微观运动状态之间的联系，而且表明了热是大量分子的无规则运动的表现，一个宏观系统的热力学状态是由组成该系统的大量分子的统计规律决的.这也说明热运动和机械运动是完全不同的运动形式.单个分子的运动遵从牛顿力学规律，大量分子的运动遵从的是统计规律性.四、热学发展史对中学热学教学的启示中学物理教学，不要求定量地掌握有关分子运动论，所以目前的中学物理教科书中只涉及到分子运动论的一些基木概念，内容表述为：（1）宏观物体是由大量微粒一分子或原子组成的；（2）物体内的分子在不停地运动着，这种运动是无规则的，其剧烈程度与物体的温度有关；（3）分子之间有相互作用力.由此可以看出，对于中学生只要建立起定性的分子运动论的观点就可以了，这是中学热学的教学目标.真正有效的教学过程实际上就是想办法缩短学生科学认识所用的时间，不必再像历史上人类那样通过那么长的时间去摸索探究，所以在热学教学中，不能忽视学生原有经验，设置合适的问题情景，让学生面临当初科学家们所面临的问题，通过探究来不断发展或改变原有不科学的概念.了解在人类认识历史上是如何从热质说发展到热动说，难点何在，怎么突破等问题，对中学物理教学具有参考意义.1 丁帮平.国际科学教育导论.太原：山西教育出版社，XX2吴瑞贤，章立源.热学研究.成都：四川大学出版社，1987（1）玻意耳定律当n, T—定时V, P成反比，即PV二Cl（常数）（2）盖-吕萨克定律当v, n—定时P, T成正比，即P/T 二C2（常数）（3）阿伏伽德罗定律当T, p—定时V, n成正比，即V/n=C3 （常数）由⑴⑵⑶得PV二n C2C3 T二Cl令C2C3二R即得到pV二nRT,即理想气体状态方程，理想气体状态方程加热力学三大定律，应该算是热力学中最重要的几个公式了。
(物理化学)第三章 化学反应热力学总结
第三章 化学反应热力学总结本章主要是运用热力学的基本概念、原理和方法研究化学反应的能量变化，引入反应焓与温度的关系式——Kirchhoff 公式，建立热力学第三定律以求算化学反应的熵变，引入化学热力学重要关系式——Gibbs-Helmholtz 方程。
一、 基本概念1、化学反应进度 ()/B B d dn ξξν= B B n /∆ξ=∆ν 或 B B n /ξ=∆ν2、盖斯定律3、标准生成热4、标准燃烧热5、热力学第三定律6、规定熵与标准熵 二、化学反应焓变的计算公式1、恒压反应焓与恒容反应焓的关系 p,m V,m BBQ Q (g)RT =+ν∑或 p ,m V ,mB BH U(g )RT ∆=∆+ν∑ 简写为： m m B BH U (g)RT ∆=∆+ν∑ 2、用f B H ∆$计算r m H ∆$： r m H ∆$(298K)=Bf B BH (298K)ν∆∑$3、由标准燃烧焓c m H ∆!的数据计算任一化学反应的标准反应焓r m H ∆!()r m H 298K ∆=$()B C m,B BH 298K -ν∆∑$4、计算任意温度下的r m H ∆!——基尔霍夫公式（1）微分式 r m B p,m p,m Bp H (T)C (B)C T ⎡⎤∂∆=ν=∆⎢⎥∂⎣⎦∑$（2）已知()r m H 298K ∆$求任意温度下的r m H ∆!当(),p m C B 表示式为形式： ()2,p m C B a bT cT =++ 时()()T2r mr m298K HTK H 298K (a bT cT )dT ∆=∆+∆+∆+∆⎰$$，积分得：()()()()2233r m r m b c H TK H 298K a T 298T 298(T 298)23∆∆∆=∆+∆-+-+-$$若令：230r m b c H H (298k)a 29829829823∆∆∆=∆-∆⨯-⨯-⨯$则： 23r m 0b C H (TK)H aT T T 23∆∆∆=∆+∆++$三、化学反应熵变的计算1、知道某一物质B 在298K 时的标准熵值，求该物质在任一温度时的标准熵值的公式()()(),,,298298TKm Bm Bp m K dT STK S K C B T=+⎰$$ 2、已知(),298m B S K $计算标准反应熵变r m S ∆$(298K)r m B m,B S (298k)S (298K)∆=ν∑$$3、任意温度 TK 时的标准反应熵变值r m S ∆$（TK ）的计算r m S ∆$（TK ）=r mS ∆$ (298K)+TKp,m 298KC dT T∆⎰式中,p m C ∆ 为产物与反应物的热容差， ,p m C ∆＝(),Bp m BC B ν∑四、任意温度下化学反应吉布斯自由能的计算1、微分式 m m 2PG ()H T T T ⎡⎤∆∂⎢⎥∆=-⎢⎥∂⎢⎥⎢⎥⎣⎦$$2、不定积分式 'mm 2G H dT I T T∆∆=-+⎰$$ （'I 为积分常数） （1）、m H ∆$为常数时m mG H I T T∆∆=+$$或 m G ∆$=m H ∆$ +IT （2）、m H ∆$表示为温度的函数，且符合Kirchhoff 定律的形式：23m 0b c H (TK)H aT T T 23∆∆∆=∆+∆++$ 式中0H ∆为积分常数 20mH G 11a ln T bT cT I T T 26∆∆=-∆-∆-∆+$ 即 23m 011G (TK)H aT ln T bT cT IT 26∆=∆-∆-∆-∆+$。
热力学论文
热力学论文
热力学论文是关于热力学原理、热力学性质和热力学方程的研究成果的学术论文。
热力学是物理学的一个分支，研究能量转化和传递的规律，以及物质的相变和平衡状态。
热力学论文可以涉及多个方面的研究，包括但不限于以下几个方面：
1. 热力学定律和基本原理：论文可以回顾和总结热力学的基本定律，如热力学第一定律和第二定律，以及它们的推导和应用。
2. 热力学性质的研究：论文可以探讨物质的热力学性质，如物质的热容、热导率、熵值等，以及与物质性质相关的热力学定律。
3. 热力学方程的推导和应用：论文可以研究和推导各种热力学方程，如热力学基本方程、热力学状态方程等，以及它们在实际问题中的应用。
4. 热力学系统的稳定性分析：论文可以研究热力学系统的稳定性问题，如相变的条件和相平衡的稳定性等。
5. 热力学与其他学科的交叉研究：论文可以将热力学与其他学科进行交叉研究，如热力学与化学反应动力学、热力学与统计物理学等的关系。
根据不同的研究内容和方法，热力学论文可以采用实验研究、
理论推导、数值模拟等不同的研究方法。
论文要求严谨性和科学性，对相关的研究现状和前沿进行综述，提出新思路和方法，并进行实证分析和结果验证。
总之，热力学论文是对热力学原理和应用进行研究和探索的学术论文，能够推动热力学领域的发展和应用。
大学物理热力学小论文
大学物理热力学小论文《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，同时通过第二定律的分析，永动机是不可能制成的。
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永动机(3)卡诺循环(4) 热力学第二定律(5)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:? 要完成一次卡诺循环必须有高温和低温两个热源:? 卡诺循环的效率只与两个热源的温度有关，高温热源的温度越高，低温热源的温度越低，卡诺循环效率越大，也就是说当两热源的温度差越大，从高温热源所吸取的热量Q1的利用价值越大。
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物理化学论文系别：专业：姓名：学号：班级：热力学定律论文论文摘要：本论文就物理化学的热力学三大定律的具体内容展开思考、总结论述。
同时，也就物理化学的热力学三大定律的生活、科技等方面的应用进行深入探讨。
正文：一、热力学第一定律：热力学第一定律就是宏观体系的能量守恒与转化定律。
“IUPAC”推荐使用‘热力学能’，从深层次告诫人们不要再去没完没了的去探求内能是系统内部的什么东西”，中国物理大师严济慈早在1966年就已指出这点。
第一定律是1842年前后根据焦耳等人进行的“功”和“热”的转换实验发现的。
它表明物质的运动在量的方面保持不变，在质的方面可以相互转化。
但是，没有多久，人们就发现能量守恒定律与1824年卡诺定理之间存在“矛盾”。
能量守恒定律说明了功可以全部转变为热：但卡诺定理却说热不能全部转变为功。
1845年后的几年里，物理学证明能量守恒定律和卡诺定理都是正确的。
那么问题出在哪呢?由此导致一门新的科学--热力学的出现。
自然界的一切物质都具有能量，能量有各种不同形式，能够从一种形式转化为另一种形式，在转化中，能量的总量不变。
其数学描述为：Q=△E+W，其中的Q和W分别表示在状态变化过程中系统与外界交换的热量以及系统对外界所做的功，△E表示能量的增量。
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，它适用于自然界中在平衡态之间发生的任何过程。
在应用时，只要求初态和终态是平衡的，至于变化过程中所经历的各个状态，则并不要求是平衡态好或无限接近于平衡态。
因为内能是状态函数，内能的增量只由初态和终态唯一确定，所以不管经历怎样的过程，只要初、终两态固定，那么在这些过程中系统内能的增量、外界对系统所作的功和系统所吸收的热量的之和必定都是相同的。
热力学第一定律是能量转化和守恒定律在射击热现象的过程中的具体形式。
因为它所说的状态是指系统的热力学状态，它所说的能量是指系统的内能。
如果考察的是所有形式的能量（机械能、内能、电磁能等），热力学第一定律就推广为能量守恒定律。
这个定律指出：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。
能量守恒定律是自然界中各种形态的运动相互转化时所遵从的普遍法则。
自从它建立起来以后，直到今天，不但没有发现任何违反这一定律的事实，相反地，大量新的实践不断证明着这一定律的正确性，丰富着它所概括的内容。
能量守恒定律的确立，是生产实践和科学实验长期发展的结果，在长期的实践中，人们很早以来就逐步形成了这样一个概念，即自然界的一切物质在运动和变化的过程中，存在着某种物理量，它在数量上始终保持恒定。
能量守恒定律的实质，不仅在于说明了物质运动在量上的守恒，更重要的还在于它揭示了运动从一种形态向另一形态的质的转化，所以，只有当各种运动形式之间的相互转化，特别是机械运动和热运动之间的相互转化明确而广泛地被揭示出来时，能量守恒定律才会最终地被确立起来。
其中，当我们研究热力学第一定律时，还要提及的就是第一类永动机，接下来让我们看一下第一类永动机的定义，即某物质循环一周回复到初始状态，不吸热而向外放热或作功，这叫“第一类永动机”，这种机器不需要外界提供能量,却可以源源不断的对外做功。
显然，第一类永动机违反热力学第一定律，因此热力学第一定律有可以表述为：不可能制造出第一类永永动机。
任何定律从提出开始就会受到人们不断的质疑和挑战。
所以从热力学第一定律提出之后，人们提出了种种第一类永动机的设计方案。
以下我们分析一下几种第一类永动机的设计方案。
（1）奥恩库尔的永动机据说，13世纪有一个法国人叫奥恩库尔的，他在一个轮子的边缘上等间隔地安装了12根可活动的锤杆。
他设想一旦轮子被启动,由于轮子右边的各个重锤距轮轴更远些,就会驱动轮子按箭头方向永不停息地转动下去。
分析：设想该机器置于真空当中，即运行时不受到空气阻力，但我们知道轮轴与转盘的接触面不可能绝对光滑，运行时势必会产生摩擦阻力，此时机械能转化成摩擦热能，机器将会慢慢停止。
此方案不可行。
（2）滚珠永动机滚珠永动机是利用格板的特殊形状，使一边重球滚到比另一边的距离轮心远些的地方。
设计者本以为在两边重球的作用下会使轮子失去平衡而转动不息，但试验的结果却是否定的。
分析：我们先忽略其实践结果。
滚珠式永动机的设计原理与奥恩库尔的永动机是相同的，都利用了轮新左右两边力矩不相等使轮轴不断转动。
该设想也同样无法解决摩察阻力的问题，且在运转时，可能会出现一个正好使得轴心左右两端力矩相等的位置，这是如果轮轴的角速度正好为零，则机器停止转动。
该设计不论从原理上或实践中都是失败的。
（3）软臂永动机1570年，意大利的泰斯尼尔斯，提出用磁石的吸力可以实现永动机。
A是一个磁石，铁球G受磁石吸引可沿斜面滚下去，滚到上端的E处，从小洞B落下，经曲面BFC返回，复又被磁石吸引，铁球就可以沿螺旋途径连续运动下去。
分析：软臂永动机的臂可以弯曲。
臂上有槽，小球沿凹槽滚向伸长的臂端，使力矩增大。
转到另一侧，软臂开始弯曲，向轴心靠拢。
设计者认为这样可以使机器获得转矩。
然而，他没有想到力臂虽然缩短了，力却增大了，转轮只能停止在原地。
（4）阿基米德螺旋永动机把水从蓄水池里汲到上面的水槽里，让它冲击水轮使之转动，轮子在带动水磨的同时，又通过一组齿轮带动螺旋汲水器把水重新提到水槽里去。
这样，整台机械就可以永不停息地运转下去。
可行性分析：这样的设计当然也必然以失败告终。
因为即使没有摩擦力，从水槽中流下的水的冲力,也不足以既带动水磨工作,又带动汲水器把全部流下的水重新汲回到原来的高度。
（5）浮力型永动机利用球的重力使球串向下并接触水面，进而利用水的浮力上升，推动轮子转动。
可行性分析：浮力控制，出口的的坡度控制（影响求脱离管子落到轴轮上的速度）都很难精确地实现。
运转过程中只要有水漏出，下一个球将无法从管道中落下，且随着轴轮转动时间增长，摩擦阻力增大，轴将停止转动。
人们认为以上各设计方案都很巧妙，充分利用了大自然中本来就存在的力，如磁力，水的浮力以及力矩作用。
当然，近年来也有人提出了可以利用万有引力提供远远不断力的来源，或者可以利用电磁力实现永动。
但我们不能忽视一个在所有设想方案中都存在的问题---器械间的摩擦阻力。
在实现器械间零摩擦前，不可能制造出第一类永动机。
所以解决摩擦问题是关键，近年来提出利用超导体来实现无摩擦。
我们知道，温度越低，超导的效果越好，当无限接近绝对零度时，也许可以彻底消除摩擦。
但由热力学第三定律，绝对零度不可能达到。
以当前的科学技术，实验室温度最多达到一百多开尔文。
就当今科学技术发展而言我认为第一类永动机不可能制造出来。
不过，科技在不断发展，随着一个个定律被推翻，也许，第一类永动机会被成功制造。
应用：技术上的循环实例，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。
例如生活中常见的内燃机，它们是利用工作物质作正循环的热力学过程，而利用逆循环则可制成致冷机，常见的有家用电冰箱、空调机。
常见热机的工作原理：1. 汽油内燃机：定体加热循环——奥托循环，四个冲程依次为吸气冲程、压缩冲程、动力冲程、排气冲程。
2. 柴油内燃机：定压加热循环——狄塞尔循环，四个冲程依次为吸气冲程、压缩冲程、动力冲程、排气冲程。
与汽油机不同的是它吸入的不是混合气而是空气，燃料的燃烧也不是靠电火花点燃而是压燃。
常见致冷机的工作原理：1. 电冰箱：一般的家用电冰箱是利用氨蒸汽压缩制冷装置的制冷原理。
工质氨在标准大气压下的沸点为-33.35℃,在室温下为蒸汽状态，但加压即可使之液化。
电动机带动的压缩机将氨蒸汽压缩到压强为9.09×105Pa,温度达到70℃。
氨蒸汽经冷凝器散热冷却到20℃并凝结为液态氨。
然后经膨胀阀压强降到约 3.03×105Pa而进入位于冷冻室内的蒸发器，在蒸发器中液氨沸腾，从冷冻室中吸收汽化热而全部变为-10℃的气体，使冷冻室内的温度降至-5℃，氨蒸汽本身再进入压缩机重新进行下一循环。
在这一循环过程中，伴随着外界作功，工质氨从低温物体吸收热量传给高温物体，达到使低温物体更加冷却的目的。
2. 空调机：空调机的循环与电冰箱相同，一般也采用蒸汽压缩制冷，不同的是它可以通过一个电磁换向阀使制冷剂（工质）改变流向。
在夏季，使被压缩后高温高压蒸汽先通过室外换热器经凝结而向室外空气（高温热源）散热，然后变成低压液体通过室内换热器经蒸发而从室内空气（低温热源）吸热，把空调设备用作制冷机，是室内降温；冬季，使被压缩的蒸汽先通过室内换热器凝结而向室内空气（高温热源）放热，然后变成低压液体通过室外换热器经蒸发而室外空气（低温热源）吸热，把设备用作热泵，给室内供热。
二、热力学第二定律：自然界自发进行的过程具有方向性,总是由非平衡态走向平衡态 1. 开尔文表述(1851年)：不可能制成一种循环动作的热机,只从单一热源吸取热量，使之完全变成有用的功而不产生其他影响。
2. 克劳修斯表述：热量不可能自动地从低温物体传到高温物体。
下面我们从反面来说明这两种说法的确是等价的：①如果我们否定克劳修斯的说法，认为热量可以自发地从低温物体B传向高温物体A，见图4－1（a）的示意图，设这个热量为Q，我们再设想有一个卡诺热机，从高温热源A吸取热量Q，一部分转化为有用功W，另一部分Q′传给了低温热源B，这样的整个过程中，高温热源A没有发生变化，相当于只从低温热源B吸收了（Q－Q′）的热量而全部转化为有用功，而不产生其他影响，从而开尔文的说法也就被否定了。
②反过来，如果我们否定了开尔文的说法，认为可以从单一热源A吸取热量，全部转化为有用功而不产生其他影响，见图4－1（b）的示意图，设这部分热量为Q1，做的有用功为W1（Q1－W1），我们再设想这部分有用功是带动一个理想的致冷机工作，它从另一个低温热源B处吸收热量Q2，向热源A放出热量Q1′，则满足Q1′=Q2＋W1，而Q1=W1，所以Q1′=Q2＋Q1。
这样，总的效果相当于从低温热源B处吸收了热量Q。
，向高温热源A放出的热量Q1′，在补偿了Q1以后，正好也是Q2，这就等于热量Q。
自发地从低温热源B传向了高温热源地并没有发生其他变化，这就否定了克劳修斯的说法。
以上我们从正反两个方面说明了关于热力学第二定律的两种说法是等价的，它们都是关于自然界涉及热现象的宏观过程的进行方向的规律。