大学物理热学小结
大学物理热学部分小结
大学物理热学部分小结通信工程4班胡素奎0706020415个人学习总结:大学物理的热学部分还是相对不是太难的,因为与高中的物理关联很大,很多概念都是以前接触过的,但是没有深入研究,这已经给这部分的学习带来了极大的便利。
如果说要有什么不同,主要那有如下几个方面:1、研究方法的不一样:虽然很多内容是接触过的,但是重新学习的时候明显感觉到不一样的是研究方法,随着其他知识的累积,尤其是高数的引入,给物理的学习带来的极大的便利,特别是一些公式的推理过程让我们更好的了解公式的来由,更好的便于记忆和理解。
2、准确度的不同:在学习过程中,总有些以前的东西对推翻,因为要考虑的东西越来越多,微观的宏观的等压的等温的……这些都告诉我们要全面细致地学习,应用的知识越来越多,要把知识串成串。
3、学习方法的不同:大学阶段的物理学习和中学阶段的物理学习存在着很大的不同,课少了,作业也少了,但是仍然不能放松,毕竟在中学几乎每天都在学物理,所以现在的物理学习更需要自己的主动和认真。
以下是热学的一些知识点的总结1.温度的概念与有关定义1)温度是表征系统热平衡时的宏观状态的物理量。
2)温标是温度的数值表示法。
常用的一种温标是摄氏温标,用t表示,其单位为摄氏度(℃)。
另一种是热力学温标,也叫开尔文温标,用T表示。
它的国际单位制中的名称为开尔文,简称K。
热力学温标与摄氏温标之间的换算关系为:T/K=273.15℃ + t温度没有上限,却有下限。
温度的下限是热力学温标的绝对零度。
温度可以无限接近于0 K,但永远不能到达0 K。
2.理想气体的微观模型与大量气体的统计模型。
速度分布的特征。
1)为了从气体动理论的观点出发,探讨理想气体的宏观现象,需要建立理想气体的微观结构模型。
可假设:a气体分子的大小与气体分子之间的平均距离相比要小得多,因此可以忽略不计。
可将理想气体分子看成质点。
b分子之间的相互作用力可以忽略。
c分子键的相互碰撞以及与器壁的碰撞可以看作完全弹性碰撞。
物理热学知识点总结
物理热学知识点总结
1.热胀冷缩
物体受热会膨胀,遇冷时会收缩。
比如夏天在架设电线的会略低一些就是为了避免在冬天的时候会紧缩,从而造成风险;夏天自行车打气不能打太足,因为气体受热膨胀,如果太足,会涨破车胎。
2.比热容
比热容是单位质量物体改变单位温度时吸收或放出的热量。
比热容越大,物体的吸热和散热能力越强。
比如早穿皮袄晚穿纱,围着火炉吃西瓜,意思是我国新疆夏季昼夜气温变化显著,新疆地带多沙石,沙石比热容小,所以沙石吸收热量温度升高快导致中午温度高,相反沙石释放热量降温快导致早晚温度很低。
3.分子扩散
分子是在不断运动的,物体内的分子一直在做无规则的运动,比如说酒香不怕巷子深;近朱者赤等。
大学物理热学总结
第6章 气体动理论一、压强公式23k P n ε= 其中,N n V =为分子数密度,212k v εμ=为每个分子的平均平动动能 二、温度公式32k kT ε=其中,k 为玻尔兹曼常量上式表明,温度为理想气体内部分子运动激烈程度的量度。
三、自由度单原子分子 3i =(三个平动自由度)双原子分子 5i =(三个平动+两个转动自由度)多原子分子 6i =(三个平动+三个转动自由度)四、麦克斯韦速率分布律1、()dN f v Ndv= 表示在温度为T 的平衡状态下,速率在v 附近单位速率区间的分子数占总分子数的比率(或几率)2、0d ()d 1N N f N∞==⎰⎰0v v 归一化条件 3、d ()d N f N =v v 表示速率在d →+v v v 区间的分子数占总分子数的比率4、2211()()()v N v v N v dN f v dv N=⎰⎰表示分布在有限速率区间v 1~v 2 内的分子数占总分子数的比率。
5、2211()()()v N v v N v Nf v dv dN =⎰⎰表示分布在有限速率区间 v 1 ~ v 2 内的分子数6、0()vf v dv v ∞=⎰表示速率的平均值7、三种速率最概然速率 p ===v平均速率 v ==≈方均根速率 rms ====v三种速率的大小顺序为 p <<v v 五、理想气体内能 2i E RT ν= 其中,ν为摩尔量,R 为普适气体常量上式表明,理想气体内能是温度的单值函数,是状态量第7章 热力学基础一、热力学第一定律1、理想气体状态方程平衡态下理想气体气体状态参量的关系:m PV RT M=或P nkT = 其中,ν为摩尔量,m 为气体总质量,M 为气体摩尔质量,N n V=为分子数密度。
2、准静态过程的功、内能和热量(1)功:元功:d d A P V =有限过程中做功:21d V V A P V =⎰做功A>0时,气体对外界做正功,体积增加,A<0时,气体对外界做负功,或者外界对气体做正功,体积减小。
热学物理总结报告范文(3篇)
第1篇一、引言热学是物理学的一个重要分支,研究物体内部的热运动和能量转换规律。
随着科学技术的不断发展,热学在工业、农业、医学、能源等领域都发挥着至关重要的作用。
本报告将对热学物理的基本概念、主要理论、实验方法和应用领域进行总结和分析。
二、热学基本概念1. 热量:热量是物体内部微观粒子运动能量的总和,通常用符号Q表示。
热量的单位是焦耳(J)。
2. 温度:温度是物体内部微观粒子平均动能的度量,通常用符号T表示。
温度的单位是开尔文(K)。
3. 热容:热容是物体吸收或放出热量时温度变化的度量,通常用符号C表示。
热容的单位是焦耳每开尔文(J/K)。
4. 热传导:热传导是热量在物体内部由高温区域向低温区域传递的过程。
5. 热辐射:热辐射是物体由于自身温度而向外发射热量的过程。
6. 热对流:热对流是流体内部热量传递的一种形式,即流体中高温区域的分子向低温区域传递热量的过程。
三、热学主要理论1. 热力学第一定律:热力学第一定律指出,热量、功和内能之间的关系是Q = W+ ΔU,其中Q为吸收的热量,W为外界对系统所做的功,ΔU为系统内能的变化。
2. 热力学第二定律:热力学第二定律表明,热量不能自发地从低温物体传递到高温物体,而且在一个封闭系统中,熵(S)总是增加的。
3. 热力学第三定律:热力学第三定律指出,在绝对零度时,任何物体的熵都为零。
4. 热平衡定律:当两个系统接触时,如果它们之间没有热量交换,那么它们的温度将趋于相同。
5. 热传导定律:傅里叶定律描述了热传导过程中的热量传递速率,即Q = -kAΔT/Δx,其中Q为热量,k为热传导系数,A为传热面积,ΔT为温度差,Δx为距离。
6. 热辐射定律:斯蒂芬-玻尔兹曼定律描述了物体热辐射的能量,即E = σT^4,其中E为辐射能量,σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数,T为物体温度。
四、热学实验方法1. 热平衡实验:通过测量两个物体接触后的温度变化,验证热平衡定律。
2. 热传导实验:通过测量不同材料的热传导系数,研究热传导规律。
大学物理热学总结
大学物理热学总结(注:难免有疏漏和不足之处,仅供参考。
教材版本:高等教育出版社《大学物理学》) 热力学基础1、体积、压强和温度是描述气体宏观性质的三个状态参量。
①温度:表征系统热平衡时宏观状态的物理量。
摄氏温标,t 表示,单位摄氏度(℃)。
热力学温标,即开尔文温标,T 表示,单位开尔文,简称开(K )。
热力学温标的刻度单位与摄氏温标相同,他们之间的换算关系:T /K=273.15℃+ t温度没有上限,却有下限,即热力学温标的绝对零度。
温度可以无限接近0K ,但永远不能达到0K 。
②压强:气体作用在容器壁单位面积上指向器壁的垂直作用力。
单位帕斯卡,简称帕(Pa )。
其他:标准大气压(atm )、毫米汞高(mmHg )。
1 atm =1.01325×105 Pa = 760 mmHg③体积:气体分子运动时所能到达的空间。
单位立方米(m 3)、升(L )2、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,则这两个系统也必处于热平衡。
该定律表明:处于同一热平衡状态的所有热力学系统都具有一个共同的宏观特征,这一特征可以用一个状态参量来表示,这个状态参量既是温度。
3、平衡态:对于一个孤立系统(与外界不发生任何物质和能量的交换)而言,如果宏观性质在经过充分长的时间后保持不变,也就是系统的状态参量不再岁时间改变,则此时系统所处的状态称平衡态。
通常用p —V 图上的一个点表示一个平衡态。
(理想概念)4、热力学过程:系统状态发生变化的整个历程,简称过程。
可分为:①准静态过程:过程中的每个中间态都无限接近于平衡态,是实际过程进行的无限缓慢的极限情况,可用p —V 图上一条曲线表示。
②非准静态过程:中间状态为非平衡态的过程。
5、理想气体状态方程: 一定质量的气体处于平衡态时,三个状态参量P.V .T 存在一定的关系,即气体的状态方程()0,,=T V P f 。
理想气体p 、V 、T 关系状态方称222111T V P T V P =,设质量m ,摩尔质量M 的理想气体达标准状态,有 00000T V P M m T V P T PV m ==令00/T V P R m =,则有理想气体状体方程 RT M m PV =式中1131.8--⋅⋅=K mol J R ,为摩尔气体常量。
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。
大学物理(热学知识点总结)
热力发电
利用高温热源和低温热源 之间的温差,通过热力循 环将热能转化为机械能, 再转化为电能。
04
热传递原理
导热、对流和辐射的原理
01 02
导热原理
导热是物质内部微观粒子(如分子、原子等)相互碰撞,将能量从高温 处传到低温处的现象。导热速率与物质的导热系数、温度梯度以及热流 路径的长度有关。
对流原理
热学的发展历程
古代对热现象的认识
01
人类很早就开始对热现象进行观察和利用,如火的使用、烧制
陶器等。
近代热学的形成
02
随着工业革命和科学技术的发展,热学逐渐形成一门独立的学
科,开始有越来越多的学者对热现象进行研究。
现代热学的应用
03
热学在能源利用、环境保护、航天航空等领域得到广泛应用,
成为推动人类社会发展的重要力量。
大学物理(热学知识点总 结)
• 热学概述 • 热力学第一定律 • 热力学第二定律 • 热传递原理 • 热力学与日常生活
01
热学概述
热学的定义与重要性
定义
热学是一门研究热现象的学科,主要 探讨热量传递、热力学过程和热力学 定律等方面的内容。
重要性
热学是物理学的重要分支之一,与日 常生活、工程技术和科学研究密切相 关,对于理解物质的基本性质和变化 规律具有重要意义。
证明
热力学第一定律也可以通过实验来证明。例如,通过测量封闭系统中热量转移和相应体积变化等实验数据,可以 验证热力学第一定律。
定律的应用实例
实例1
在汽车发动机中,燃料燃烧产生的热量转化为机械能,驱动汽车行驶。这正是 热力学第一定律的应用,即能量从一种形式(化学能)转化为另一种形式(机 械能)。
大一物理热学总结知识点
大一物理热学总结知识点热学是大一物理课程中的一部分,研究热能的传递、转化和计量。
下面将对大一物理热学课程中的重要知识点做一个总结。
一、温度和热平衡1. 温度:温度是物体分子平均动能的度量,可以通过温度计进行测量。
2. 热平衡:热平衡是指两个物体之间没有温度差异,热量不再流动。
二、热量与热容量1. 热量:热量是物体间能量的传递方式,沿着温度梯度从高温物体流向低温物体。
2. 热容量:热容量是物体温度升高单位温度所吸收的热量。
热容量可用公式Q=mCΔT计算,其中Q表示吸收的热量,m表示物体质量,C表示物体的比热容,ΔT表示温度变化。
三、传热方式1. 热传导:热传导是指热量通过物质内部传递,取决于物质的导热性能和温度梯度。
2. 热对流:热对流是指流体内部和流体与固体表面之间的热量传递方式,取决于流体的流动性质。
3. 热辐射:热辐射是指热量通过电磁波辐射传递,不需要物质介质,可以在真空中传递。
四、热力学第一定律热力学第一定律是对能量守恒定律在热学中的应用,用来描述热量转化为其他形式能量的过程。
热力学第一定律可以表示为:ΔU = Q - W,其中ΔU表示系统内能的变化,Q表示吸收的热量,W表示对外界做功。
五、热机和热效率1. 热机:热机是将热量转化为功的装置,常见的热机有蒸汽机和内燃机等。
2. 热效率:热效率是指热机的输出功与输入热量之比,可用公式η = W/QH计算,其中W表示输出功,QH表示输入热量。
六、热力学第二定律热力学第二定律是热学领域的基本定律之一,描述了热能的自发转化方向。
热力学第二定律有多种表述方式,如开尔文表述和克劳修斯表述。
七、热力学循环热力学循环是指在一定条件下,热能从高温物体转化为功并完全或部分返还给低温物体的过程。
常见的热力学循环有卡诺循环和斯特林循环等。
八、熵和热力学第二定律熵是描述系统无序度的物理量,热力学第二定律可以表述为对于一个孤立系统,其熵要么增加,要么保持不变,不会减小。
大学物理热学小结
p nkT
因 p、T 、V 同,所以 n 和 同.
Q E W , W 0
i E RT 2
氦 i = 3 , 氢气 i = 5 , 所以 Q = 3J.
例
两种气体自由度数目不同,温度相同, 摩
尔数相同,下面哪种叙述正确:
(A)它们的平均平动动能、平均动能、内能
都相同;
V2 RT ln V1
热一律 dQv dE dQp dE pdv dQT pdv
绝热 dQ 0 PV C1 V -1 1T C2 P T - C3
dE pdv 0
热量Q
CV,m (T2 - T1) Cp,m (T2 - T1 )
0
功 W
Q2 T e-T b 1V V Q1 1 - T d -T c
r -1
TdV
b
TeV
TbV
c 绝热过程
r -1 0 r -1
TcV
(T d - T c ) V 0 (T e - T b ) V V )-( -1) 1- ( V0
-1
-1
问:一条等温线与一条绝热线能否有两个交点?
例 一定量的理想气体从体积 V A 膨胀到体积 V B 分别经过如下的过程,其中吸热最多的过程是什么过 程?(A-B等压过程;A-C 等温过程;A-D 绝热过程)
p
A
pC
解
B
QAB EAB WAB
QAC WAC
T C
C
QAD 0
WAB WAC WAD
dQ 0
D
EAB 0 , EAD 0
' '
图中两卡诺循环
大学物理热力学总结
大学物理热力学总结热力学是研究热量与能量之间的转化关系,以及宏观物体的温度、压力、体积等性质的科学。
作为物理学的重要分支,热力学在工程、环境科学、化学等领域都有广泛应用。
在大学物理教学中,热力学是一门重要的课程,下面我将总结一下自己在学习大学物理热力学时的体会和感悟。
一、热力学基本概念热力学的基本概念包括温度、热量、内能、熵等。
温度是物体分子热运动程度的度量,用开尔文(K)表示,常用的温标有摄氏度(C)和华氏度(F)。
热量是能量的一种形式,是物体间由于温差而传递的能量。
内能是指物体分子所具有的全部能量,包括分子的平动、转动、振动以及分子间的相互作用能。
熵是热力学中的一个重要物理量,它代表系统的无序程度。
二、热力学过程热力学过程分为等温过程、绝热过程、绝热可逆过程等,并且分别对应不同的等式和图像。
等温过程是指在恒温条件下进行的过程,气体的等温膨胀和等温压缩是常见的等温过程。
绝热过程则是指在没有传递热量的情况下进行的过程,常见的绝热过程有绝热膨胀和绝热压缩。
绝热可逆过程是指既没有传递热量,又不发生熵的变化的过程,是热力学中的理想过程。
三、热力学循环热力学循环是指通过一系列热力学过程将热能转化为其他形式的能量,并最终回到原始状态的过程。
热力学中常见的循环包括卡诺循环、斯特林循环和奥托循环等。
卡诺循环是在两个恒温热源之间进行的理想循环,是热力学理论最完善的循环。
斯特林循环是以气体的等温膨胀和绝热压缩为基础的循环,常见于斯特林发动机。
奥托循环则是内燃机中常见的循环,以燃烧空燃比的改变实现对能量转化的控制。
四、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领域的应用。
能量既可由热量转化而来,也可由外界对系统做功而来。
热力学第一定律的数学表达式为ΔQ=ΔU+ΔW,其中ΔQ表示系统吸收的热量,ΔU表示系统内能的增量,ΔW表示外界对系统做功。
五、熵的概念与热力学第二定律熵是热力学中一个重要的概念,代表系统的无序程度。
热学内容小结复习
大学物理内容小结一、 气动理论:1.气态方程:2.气体的压强、温度公式:压强公式:温度公式:3.分子、气体的能量:其中:二、热力学:RT PV ν=−→←2310022.6,314.8,⨯====A AN R N NM m νnkTP =A N R k VNn ==单位体积分子数ktn P ε32=kTkt 23=ε−−→−=kN E εkTkT t kt 232==εkTr kr 2=εkT i kT r t krkt k 22=+=+=εεε⎪⎩⎪⎨⎧=三原子及三原子以上双原子单原子 320r RTRT t E t νν232==RTr E r ν2=RT i E ν2=rt i +=1.热力学一定律:(第一类永动机的失败教训)2.四个等值过程:等容过程:(V=常数)等压过程:(P=常数)等温过程:(T=常数)绝热过程:(Q=0)dWdE dQ W E E Q +=−→←+-=)(12)(221212T T R iE RT i E -=∆⇒=ννVP V V S PdV W PdV dW -==⇒=⎰2112TC W E E Q m ∆=+-=ν)(12TQC m ∆=ν)(2)(211221212V P V P iT T R i E -=-=∆νRTPV ν=R iC mV2=12lnV V RT W W E Q ν==+∆=021==⎰V V PdV dW TC E E E Q mV ∆=-=∆=ν)(12)()(121221T T R V V P PdV W V V -=-==⎰νTC W E Q mP ∆=+∆=νR R iC mP+=212ln21V V RT PdV W V V ν==⎰RTPV ν=常数==RT PV νγγγ2211V P V P PV ===常数四、循环过程:(闭合曲线)1.效率的计算:热循环(顺时针):冷循环(逆时针):EW W E Q Q ∆-=−−→−+∆==021212111111V V V V V V V PV dV VV P PdV W --===⎰⎰γγγγ闭合曲线面积净=-=21Q Q W 吸收热量的总和=1Q 放出热量的总和=2Q 1212111Q Q Q Q Q Q W -=-==净η对外做的总功净=W 闭合曲线面积净=-=21Q Q W 2122Q Q Q W Q e -==净放出热量的总和=1Q 吸收热量的总和=2Q 外界做的总功净=W2.卡诺循环:卡诺循环特点:卡诺热循环的热效率:卡诺冷循环的致冷系数:V2V 1V 3V 4V 1211ln V V RT M m Q =4322ln V V RT M m Q =2211T Q T Q =1212111T T Q Q Q W -=-==净卡诺η2122122T T T Q Q Q W Q e -=-==净卡诺21Q Q W -=净231T T -=η例:证明: 解:1.热量分析:2.计算Q 1与Q 2 及3.因为:2-3是绝热过程:)(1221>-=-T T C Q p νVP P)(3443<-=-T T C Q p ν032=-Q 034=-Q )(12211T T C Q Q p -==-ν0)(43432<-==-T T C Q Q p ν)1()1(1)()(11212343124312T T T T T T T T T T Q Q ---=---=-=ηR R iC p +=2常数常数=−−−→−==γγνγT P PV RT PV -1常数)(或=γγ-1-T P γγγγ31321-2T P T P -=γγγγ41411-1T P T P -=P P P ==21043P P P ==γγγγ31321-2T P T P -=γγγγ41411-1T P T P -=P P P ==21043P P P ==3421T T T T =。
大学物理力学热学知识总结
大学物理力学热学知识总结引言大学物理力学热学是一门涉及物体运动和能量传递的学科,它有助于我们理解自然界中复杂的物理现象和规律。
本文将总结大学物理力学热学的基本概念和公式,并提供相关实例以帮助读者更好地理解这些知识。
力学在物理学中,力学是一门研究物体运动和力的学科。
它主要包括以下几个方面的内容:牛顿三定律•牛顿第一定律(惯性定律):物体在不受外力的情况下保持静止或匀速直线运动。
•牛顿第二定律:物体的加速度与作用在其上的力成正比,与物体的质量成反比。
•牛顿第三定律:任何两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。
动量和动量守恒定律•动量:物体的动量是物体质量与其速度的乘积,用符号p表示,p = mv,其中m为物体的质量,v为物体的速度。
•动量守恒定律:一个封闭系统中,总动量在任意时刻都保持不变。
力和势能•力:力是一个物体对另一个物体施加的作用,常用符号F表示,单位是牛顿(N)。
•势能:势能是一个系统由于其位置而具有的能量。
常见的势能包括重力势能、弹性势能和化学势能。
热学热学是一门研究物体热现象和能量传递的学科。
它主要包括以下几个方面的内容:温度和热量•温度:温度是一个物体冷热程度的度量,常用单位是摄氏度(℃)或开尔文(K)。
•热量:热量是物体之间因温度差而传递的能量。
根据热力学第一定律,热量是一种能量形式,可以从一个系统传递到另一个系统。
热力学过程•等温过程:在等温过程中,系统的温度保持不变,但热量可传递给或从系统中传出。
•绝热过程:在绝热过程中,系统与外界不进行热量交换,因此热量不会进入或离开系统。
•等容过程:在等容过程中,系统的体积保持不变,因此对外界的功为零。
热力学定律•热力学第一定律:热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的表述。
它指出,系统的内能改变等于系统所做的功加热量的代数和。
•热力学第二定律:热力学第二定律描述了热量不能从低温物体自发地转移到高温物体,即热量只能从高温物体转移到低温物体。
大物知识点总结热学
大物知识点总结热学热学是物理学的一个重要分支,研究热现象及其性质。
热学知识在工程、冶金、地质、环境科学、生物学等领域有着广泛的应用。
下面就热学的基本概念、热力学定律、热传导、热辐射、热力学循环等方面的知识进行总结。
一、热学的基本概念1. 热量和温度热量是物体由于内部分子、原子运动而具有的能量,是能够转移的能量形式。
温度是物体内部分子、原子的平均动能的度量,是热平衡状态下物体性质的一种量度。
2. 内能和热力学功物体内部分子、原子的总动能称为内能,是物体固有的一种能量。
热力学功是由热量和温度差产生的功。
3. 热力学系统和热平衡热力学系统是指与外界有能量交换的物体或物质的集合。
当两个或多个热力学系统之间没有能量交换或能量交换的速率相等时,系统处于热平衡状态。
4. 热力学过程和状态参数热力学过程是指热力学系统在一定条件下,由一个平衡状态转变为另一个平衡状态的过程。
状态参数是用来描述热力学系统状态的参数,比如温度、压强、体积等。
5. 理想气体状态方程理想气体状态方程描述了理想气体的状态参数之间的关系,即PV=nRT,其中P为压强,V为体积,n为摩尔数,R为气体常数,T为绝对温度。
6. 热力学第一定律热力学第一定律表明热量和功是能量的两种形式,能量守恒,即热力学系统的内能变化等于吸收的热量减去对外界做的功。
二、热力学定律1. 热量传递方式热量传递有三种方式:传导、对流和辐射。
传导是通过固体间的分子振动和传递热量,对流是通过流体的对流运动传递热量,辐射是通过空气或真空中的辐射传递热量。
2. 热力学第二定律热力学第二定律表明不可能将热量从低温物体传递到高温物体而不需要外界帮助,即热量不可能自发地从低温物体转移到高温物体。
热力学第二定律也提出了熵增加原理,即孤立系统的熵总是增加,不会减少。
3. 卡诺循环卡诺循环是理想的热力学循环,由等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩组成。
根据卡诺循环,工作在两个不同温度热源之间的热机的效率最大值为1减去两个热源温度的比值。
大学物理热学知识点归纳总结
大学物理热学知识点归纳总结在大学物理中,热学是一个重要的分支学科,研究热与能量的传递、转化以及物体的热性质。
下面将对大学物理热学的知识点进行归纳总结,帮助读者更好地理解和掌握这一领域的知识。
一、热传递1. 热传递方式热传递主要有三种方式:传导、对流和辐射。
传导是通过物质内部的分子碰撞传递能量;对流是通过流体的运动传递能量;辐射是通过波的传播传递能量。
2. 热传导定律热传导可以用傅里叶定律来描述,该定律表示热流密度与温度梯度成正比。
热传导系数是描述物质导热性能的物理量。
3. 对流换热对流换热是通过流体对流传热的现象,常见的例子包括空气对流、水的对流等。
对流换热可以通过牛顿冷却定律进行计算。
4. 辐射换热辐射换热是通过电磁波的辐射传递能量,不需要介质参与。
斯特藩-玻尔兹曼定律描述了辐射换热的关系,还有黑体辐射以及斯特藩定律可用于描述辐射换热的各种特性。
二、热力学1. 温度和热量温度是物体内部分子热运动的强弱程度的度量,用热力学温标来表示;热量是物体之间传递的热能。
2. 理想气体状态方程理想气体状态方程描述了气体的状态参数之间的关系,一般形式为PV = nRT,其中P是气体的压强,V是体积,n是物质的物质量,R是理想气体常数,T是温度。
3. 热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律在热学过程中的表现,表示了热量与功的转化关系。
ΔU = Q - W,其中ΔU是内能变化,Q是吸收的热量,W是对外界做的功。
4. 热力学第二定律热力学第二定律描述了自然界热现象发生的方向性,主要有熵增定律和开尔文定律。
熵增定律指出自发过程的总熵增不会小于零,开尔文定律则根据热机和热泵的运行原理提出了热力学温标的概念。
三、热量传递的应用1. 热膨胀热膨胀是物体随着温度变化而引起的体积、长度等物理量的变化。
线膨胀、面膨胀和体膨胀是常见的热膨胀现象,可以通过热膨胀系数进行定量描述。
2. 热传感器热传感器是利用物体温度变化引起的一些物性变化进行温度测量的装置,如热电偶、热电阻等。
大学热学知识点总结
大学热学知识点总结热学是物理学中的重要分支之一,主要研究热的传递、转化以及与物质的相互作用等现象。
在大学物理课程中,热学是必不可少的一部分。
本文将对大学热学的一些基本知识点进行总结,帮助读者更好地理解热学的概念和原理。
1.温度和热平衡温度是物体内部微观粒子运动状态的一种量化描述。
热平衡是指两个物体之间没有热量交换的状态。
热平衡的条件是两个物体的温度相等,达到热平衡后,它们的温度将保持不变。
2.热量和内能热量是物体之间由于温度差而传递的能量。
内能是物体内部微观粒子的总能量,包括宏观运动能、分子势能和分子动能等。
热量的传递是由于温度差引起的内能的传递。
3.热传导热传导是指物体内部热量的传递过程。
在热传导中,热量由高温区域传递到低温区域,直到两个区域的温度达到平衡。
热传导的速率取决于物体的导热性质、温度差和物体的几何形状等因素。
4.热容和比热容热容是物体吸收或释放单位温度变化时所需的热量。
比热容是单位质量物质所需的热量。
不同物质的比热容不同,比热容可以用来比较物质的热量储存能力。
5.热膨胀热膨胀是物体在受热时体积增大的现象。
物体受热后,内部粒子的振动增强,使物体的平均间距增大,从而导致物体的体积膨胀。
热膨胀的程度可以通过热膨胀系数来描述。
6.理想气体状态方程理想气体状态方程描述了理想气体的状态和性质之间的关系。
根据理想气体状态方程,气体的压强、体积和温度之间存在一定的比例关系。
理想气体状态方程可以用来计算气体的性质和状态变化。
7.热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的应用。
根据热力学第一定律,系统吸收的热量等于系统对外界做的功和系统内能的增加之和。
热力学第一定律可以用来分析热力学系统的能量转化和守恒。
8.熵和热力学第二定律熵是一个衡量系统无序程度的物理量。
根据热力学第二定律,熵在任何孤立系统内总是增加的。
热力学第二定律描述了自然界中热量传递的方向性和不可逆性。
9.热力学循环热力学循环是指在一定条件下气体或其他工质通过一系列热力学过程完成一定的功的循环过程。
大学物理学习心得之热学篇
大学物理学习心得之热学篇在所有科目中物理算得上是学得最好的了吧,也许是中学物理学得还行,而且学物理自始至终都有一种成就感,所以我也愿意学,也能学得很好。
热学应该算是跟我们生活最密切相关的了吧,比如冬天冷的时候会呵气取暖,这是热传递;有时你也会搓手,这是做功生热。
此乃改变系统内能的两条途径。
能量守恒定律是自然界通用的,热力学中具体表现为Q= E+W,即热力学第一定律。
这个容易记,也好懂。
个人觉得热学中最重要的一个公式应该是PV=nRT,n是摩尔数。
基本所有公式的推导都要用到这个。
所有常用的准静态过程的计算公式都在书上18页,相当实用的说。
说实话,热学这一块并不是太难,做大题目时只要看准是哪个准静态过程,再套用公式即可。
还有就是要理解图表表示的意义,这个非常重要。
热学的图还是挺多的,比如给你一张P---V的图像你要知道包围面积表示对外做功的多少,顺时针做正功,逆时针做负功。
绝热过程并不是温度保持不变,而是内能变化为零,以前我老是把它和等温过程的公式搞混。
另一个需要注意的地方就是热机效率与制冷机系数计算时区别。
热机的效率是对外做功与吸收热量Q的比值,而制冷机制冷系数则是吸收热量Q与外界对其做功W的比值,二者正好相反,所以热机效率是恒小于1的,而制冷系数往往是大于1的。
热力学第二定律最容易混的就是概念,出题的往往会把热力学第一、第二定律放一起出概念题,顺便扯上热机效率。
理想气体分子你得知道它的自由度多少,分单原子、双原子、多原子三种,常考的是双原子分子。
理想气体的内能只与温度有关,纯温度函数。
最容易忽略的大概就是要乘上摩尔数,很多时候公式表示的是1mol气体分子的,有时候则是单个分子,具体问题具体分析,所以要充分理解公式的涵义。
最需要理解公式的应该是麦克斯韦速率分布函数了吧,比如f (v)dv表示速率在v附近时分子出现的概率,而Nf(v)dv则表示速率在v附近时分子的个数。
正确理解熵增加原理,部分熵减小或不变并不违反这一原理,只要系统熵增加就行。
物理热学归纳总结
物理热学归纳总结物理热学是研究物体热现象和热力学定律的一个重要学科。
本文将对物理热学的基本概念、热力学定律以及热传导、热辐射和热对流等方面进行归纳总结。
一、热力学基本概念1. 热量:热量是物体间传递的能量,是导致物体温度变化的原因。
单位为焦耳(J)。
2. 温度:温度是物体内部粒子的平均动能大小,是反映物体冷热程度的物理量。
单位为摄氏度(℃)或开尔文(K)。
3. 内能:内能是物体内部分子或原子系统总体的能量总和。
内能的变化等于吸热与做功的代数和。
4. 热容:热容是物体在单位温度变化下吸收或释放的热量。
常用符号C表示。
二、热力学定律1. 第一定律:能量守恒定律,即能量不会自发消失或生成,只能从一种形式转化为另一种形式。
2. 第二定律:热力学过程中的一切自然现象都在趋向于能量的平衡分布,即热量自高温物体传递到低温物体。
三、热传导1. 热传导:热传导是指物体内部热量通过分子或原子的碰撞传递的过程。
2. 热传导的导热定律:导热定律描述了物体内部热量传导的规律,即热流密度正比于温度梯度,反比于物体的导热系数。
3. 热传导的应用:热传导的应用广泛,例如散热器、保温材料等。
四、热辐射1. 热辐射:热辐射是指物体由于内部热运动而发射出的电磁辐射。
2. 斯特藩-玻尔兹曼定律:斯特藩-玻尔兹曼定律描述了热辐射功率密度与物体温度的关系,即热辐射功率密度与物体的绝对温度的四次方成正比。
3. 黑体辐射:黑体是指具有完全吸收所有热辐射的特性,黑体辐射是理论热辐射源。
五、热对流1. 热对流:热对流是指流体内部的热量传递,包括对流传热和对流传质。
2. 对流换热:对流换热是指流体流动所带来的热量传递,通常包括自然对流和强制对流。
3. 公式描述:对流传热的公式包括牛顿冷却定律和对流换热系数公式。
六、热力学的应用1. 热力学在能源转换中的应用:热力学在热电站、汽车发动机等能源转换过程中起着重要作用。
2. 热力学在环境工程中的应用:热力学在环境工程中用于处理污染物废气和废水。
大一大物热学知识点总结
大一大物热学知识点总结一、热力学基本概念热力学是研究热和功之间相互转化关系的学科,主要包括温度、热量、功、内能、热容等基本概念。
1. 温度温度是物体内部粒子的平均动能的度量,常用单位是摄氏度(℃)和开尔文(K)。
2. 热量热量是物体间由于温差而传递的能量,常用单位是焦耳(J)。
3. 功功是由于力对物体的作用而导致的能量转移,常用单位是焦耳(J)。
4. 内能内能是物体的微观粒子的总平均能量,包括物体的热能和势能。
5. 热容热容是物体吸收或释放单位温度变化下的热量,常用单位是焦耳/开尔文(J/K)。
二、热力学定律热力学定律是热力学理论的基础,包括热平衡定律、第一定律、第二定律等。
1. 热平衡定律当两个物体处于热平衡状态时,它们之间不存在热量的净传递,它们的温度相等。
2. 第一定律(能量守恒定律)能量守恒定律指出,一个系统的内能变化等于系统所吸收的热量与所做的功的代数和。
3. 第二定律(熵增定律)熵增定律表明,孤立系统的熵总是增加的,热量自发从高温区传递到低温区,不会出现热量自发从低温区传递到高温区的情况。
三、热力学过程热力学过程是指热力学系统在一定条件下的能量转化过程,包括等温过程、绝热过程、绝热膨胀过程等。
1. 等温过程等温过程指系统与周围保持恒温的过程,此时系统的内能不变,热量与功相互平衡。
2. 绝热过程绝热过程指系统与周围无热量和功传递的过程,此时系统的内能变化只与功有关。
3. 绝热膨胀过程绝热膨胀过程是指系统在绝热条件下从一个状态膨胀到另一个状态的过程,此时系统的内能没有发生变化。
四、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,常见的热力学循环有卡诺循环、斯特林循环等。
1. 卡诺循环卡诺循环是一个由等温过程和绝热过程构成的理想循环,它是一个理论上的极限循环,具有最高效率。
2. 斯特林循环斯特林循环是一种高效率热机循环,通过等温膨胀和等温压缩的过程来完成能量转化。
五、热力学关系式热力学关系式是描述热力学系统性质之间关系的方程,包括理想气体状态方程、热容与熵的关系等。
热学小结
3.卡诺循环:由两条等温线和两条绝热线组成
T低 T2 热机效率 C 1 致冷系数 wC - T1 T2 T高
0
12
热学小结
四、速率分布函数:
dN v 1. 分子的速率分布函数: f ( v) N dv
速率在 v 附近的单位速率区间内的分子数占分子 总数的百分比。(或在v→v+dv速率区间内的分子出 现的概率-概率密度)。 2、理想气体的麦克斯韦速率分布律:
T低 1 - T高
卡诺热机的效率是一切 11 热机效率的最高极限。
由定理2得:
不可逆 < 可逆
热学小结
三、循环过程:
1.热循环:正循环(顺时针)-热机
A |Q放 | 热机效率: 1 Q吸 Q吸
2.致冷循环:逆循环(逆时针)-致冷机
Q吸 Q吸 致冷系数: w A |Q放 |Q吸
dN m f (v ) 4 e Ndv 2kT
3/ 2
mv 2 2 kT
v
2
f (v)
o
13
v
热学小结 3.三种速率: 最概然速率
f (v)
vp Leabharlann 2kT m2 RT M
o
vp v
v
2
方均根速率
8kT 8 RT v m M
平均速率
v
v
2
大学热学期末总结
大学热学期末总结1. 引言大学热学这门课程是物理专业的一门基础课程,我在这个学期里系统地学习了热学的相关知识和理论,掌握了一定的实验技能,收获颇丰。
本篇文章将从几个方面总结我在热学学习中的经验和感悟。
2. 课程内容回顾大学热学课程主要包括热力学和统计物理学两个部分。
热力学部分主要涉及热力学定律、热力学过程、状态方程以及热力学函数等内容;统计物理学部分主要学习微观粒子的统计行为和分布律,以及与热力学的关系。
在课程学习中,我通过课堂听讲、课后习题、实验操作等多种途径,对这些内容进行了系统学习和实践应用。
3. 学习方法与策略3.1 系统理论学习在学习热学这门课程时,我始终坚持系统学习的原则。
在课堂上认真听讲,做好笔记,尽量做到理论内容有条不紊地学习。
并且及时复习巩固,将学过的知识进行分类整理,形成自己的知识框架,从而加深对热学知识的理解和记忆。
3.2 合理分配学习时间热学这门课程涉及的内容较多,需要大量的时间和精力进行学习和消化。
因此,我制定了合理的学习计划,每周安排固定的时间进行热学的学习和复习,保证每个知识点都能够得到充分的学习和理解。
3.3 多进行实验实践热学这门课程的实验部分对理论知识的应用和实际操作能力有着重要的促进作用。
我认真参与实验课程,积极与同学合作,在实验现场动手操作,提高了控制仪器和仪表的能力,锻炼了实验记录和数据处理的技巧。
4. 学习成果与收获通过这个学期的热学学习,我获得了一定的知识积累和技能提升。
具体表现在以下几个方面:4.1 稳固的热力学基础通过热力学部分的学习,我掌握了各种热力学定律和公式,对热力学的基本概念和常用方法有了更深入的理解,能够应用热力学知识解决一些实际问题。
4.2 深入理解统计物理学统计物理学部分的学习是热学学习中的重要组成部分。
通过学习统计物理学,我对微观粒子的统计行为和热力学的关系有了更深刻的认识,能够通过统计方法解释一些热力学现象。
4.3 实验技能的提升通过实验课程的学习,我不仅学会了正确操作实验仪器和仪表,还能够独立进行实验记录和数据处理,培养了科学实验的思维和方法,提高了实验技能。
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② 算术平均速率
8kT 8RT v= = π m0 πM
③ 均方根速率
3kT 3RT v = = m0 M
2
7、分子碰撞和平均自由程
z = 2π d vn
2
1 kT v = λ= = 2 2 z 2π d n 2π d p
102 ~103 m/s 常温下, * 常温下,气体分子的平均速率数量级是
标准状态下, * 标准状态下,气体分子的碰撞频率数量级是 10
m V2 RT ln M V1
0
m CV (T2 −T ) 1 M
绝 热
m − CV (T2 −T ) 1 M
0
7、热力学第二定律的两种表述 ① 开尔文表述 单一热源的热机是不可能制成的。 单一热源的热机是不可能制成的。 ② 克劳修斯表述 热量不能自动地从低温物体传到高温物体。 热量不能自动地从低温物体传到高温物体。 8、可逆过程的条件
mi m 1 3 2 RT = CVT m0 v = kT E = M2 M 2 2
说明下列各式的物理意义
1 i 3 3 3 5 kT, kT, kT, RT , R, R 2 2 2 2 2 2
5、Maxwell速率分布律 、 速率分布律 dN * 速率分布函数 f (v) = 的物理意义。 的物理意义。 Ndv
准静态过程中 系统对外作功 准静态过程系 统吸收的热量
A = ∫ pdV
V 1
V2
功是过程量, 的值 功是过程量, A的值 过程量 与具体过程有关 热量Q也是过程量, 热量 也是过程量,其 也是过程量 值与具体过程有关
m Qx = Cx (T2 −T ) 1 M
3、两个摩尔热容
i CV = R 2
6、热一律在理想气体等值过程及绝热过程中的应用 等 容 等 压 等 温
∆E
m CV (T2 −T ) 1 M m CV (T2 −V ) 1
m = R(T2 −T ) 1 M m V2 RT ln M V1
Q
m CV (T2 −T ) 1 M m CP (T2 −T ) 1 M
热学小结
[气体动理论部分 气体动理论部分] 气体动理论部分
1、理想气体状态方程 m pV = RT M
p = nkT
为分子数密度
N n= V
R k= =1.38×10−23 J /K NA
玻耳兹曼常数
NA = 6.023×1023
2、平衡态 平衡过程
阿伏伽德罗常数
( P,V,T )有确定值, p - V图上对应一个点. 有确定值, 图上对应一个点. 平衡态 有确定值 图上对应一个点 平衡过程( p - V图上对应一条连 平衡过程(准静态过程 ) 图上对应一条连 续光滑的曲线 .
8
~109 s−1
−8 −7 常温下, * 常温下,气体分子的平均自由程数量级是 10 ~10
m
[热力学部分 热力学部分] 热力学部分
1、热力学第一定律
Q = ∆E + A
dQ = dE + pdV
2、热力学中 ∆E, A, Q 三个量的计算
mi m i ∆E = R(T2 −T ) = CV (T2 −T ) = ( p2V2 − p1V1) 1 1 M2 M 2
4、绝热过程
特征: 特征: 过程方程
i +2 Cp = CV + R = R 2
γ=
Cp CV
Q=0
pV = c1 γ −1 V T = c2 pγ −1T −γ = c 3
γ
5、循环过程
特征: 特征:
∆E = 0
A Q2 η = =1− Q Q 1 1
卡诺热机的效率
热机效率
T2 η =1− T 1
过程必须进行得无限缓慢,即过程是平衡过程。 ① 过程必须进行得无限缓慢,即过程是平衡过程。 过程中没有摩擦发生。 ② 过程中没有摩擦发生。 一切与热现象有关的实际宏观热力学过程都是不可逆 其自发进行具有单向性。 的,其自发进行具有单向性。
9、热力学第二定律的统计意义 一个孤立系统内, 一个孤立系统内, 一切实际过程都向着状态 的几率增大的方向或熵增加的方向进行. 的几率增大的方向或熵增加的方向进行.
速率分布曲线图形中一小矩形的面积、 * 速率分布曲线图形中一小矩形的面积、一曲边梯形的面积 及曲线下总面积的物理意义。 及曲线下总面积的物理意义。
6、三种统计速率 ① 最概然速率
(最可几速率 最可几速率) 最可几速率
2kT 2RT vp = = m0 M
注意 vp的物理意义,温度 T 改变或分子质量 m0 改 的物理意义, 变时, v 变时, p如何变化
3、理想气体的微观模型
分子模型
统计假设
气体分子的线度( 与气体分子间的平均距离( ① 气体分子的线度(约10-10m)与气体分子间的平均距离(约 10-9m)比较很小可忽略。 )比较很小可忽略。 除碰撞瞬间外,分子之间的相互作用力忽略不计。 ② 除碰撞瞬间外,分子之间的相互作用力忽略不计。
③ 分子间,分子与容器壁的碰撞为完全弹性碰撞。 分子间,分子与容器壁的碰撞为完全弹性碰撞。
统计假设 平衡态下, 容器中任一处单位体积的分子数相等。 ① 平衡态下, 容器中任一处单位体积的分子数相等。 分子沿各个方向运动的概( 率相同。 ② 分子沿各个方向运动的概(几)率相同。
v =v =v
2 x 2 y
2 z
4、理想气体的压强、温度和内能公式 理想气体的压强、
1 1 2 2 1 ρ = nm0 2 2 p = nm0 v = ρv = n( m0 v ) (分子的质量密度) 3 3 3 2