热学 第二版 李椿 绪论温度1PPT课件
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3.1第一节《温度》(共31张PPT)
例：人的正常体温— 37 ℃
液态氨的沸点— - 33.4 ℃
（你会读吗？）
五温度的测量--温度计
1，温度计制作原理 （P48）
常用温度计是根据液体 热胀冷缩的规律工作的
装置的改进:
单位（摄氏度） ℃
毛细管 （内径很细的玻璃管）
常用温度计里面的液体 有酒精、煤油或水银等。
玻璃泡
120 110 100 90 80 70 60
体 温
填表
计 思考：为什么这么定量程
分度值？
寒
暑
量程
分度值（精确度）
表
实验室温度计 -20 ℃-100 ℃
1℃
体温计
35 ℃- 42 ℃
0.1 ℃
寒暑表
-20 ℃- 50 ℃
1℃
实验室用温度计
16 ℃
-4 ℃
课后习题P52 习题1
-10 ℃ 读作： 零下10摄氏度 或负10摄氏度
•读出下列各温度计的值。
国际单位制中采用热力学温度，
0℃
这种温度的单位名称叫开尔文，简 273.15 K 称开，符号是K。
-273.15 ℃
0K
热力学温度T和摄氏温度t的关系 是：
T=t+273.15K
②玻璃泡要完全浸没在液体中，不要碰 到容器底或容器壁。
③读数时 要等温度计示数稳定后再读数 温度计不能离开被测物体 眼睛要平视，既视线要与温度计垂直
被玻 测璃 液泡
√ 体要 中完 全 浸 入 在
不
要
碰
到
容
器
底
或
者
√
容 器 壁
俯视
视
38 ℃（偏大）
线
要
与
液态氨的沸点— - 33.4 ℃
（你会读吗？）
五温度的测量--温度计
1，温度计制作原理 （P48）
常用温度计是根据液体 热胀冷缩的规律工作的
装置的改进:
单位（摄氏度） ℃
毛细管 （内径很细的玻璃管）
常用温度计里面的液体 有酒精、煤油或水银等。
玻璃泡
120 110 100 90 80 70 60
体 温
填表
计 思考：为什么这么定量程
分度值？
寒
暑
量程
分度值（精确度）
表
实验室温度计 -20 ℃-100 ℃
1℃
体温计
35 ℃- 42 ℃
0.1 ℃
寒暑表
-20 ℃- 50 ℃
1℃
实验室用温度计
16 ℃
-4 ℃
课后习题P52 习题1
-10 ℃ 读作： 零下10摄氏度 或负10摄氏度
•读出下列各温度计的值。
国际单位制中采用热力学温度，
0℃
这种温度的单位名称叫开尔文，简 273.15 K 称开，符号是K。
-273.15 ℃
0K
热力学温度T和摄氏温度t的关系 是：
T=t+273.15K
②玻璃泡要完全浸没在液体中，不要碰 到容器底或容器壁。
③读数时 要等温度计示数稳定后再读数 温度计不能离开被测物体 眼睛要平视，既视线要与温度计垂直
被玻 测璃 液泡
√ 体要 中完 全 浸 入 在
不
要
碰
到
容
器
底
或
者
√
容 器 壁
俯视
视
38 ℃（偏大）
线
要
与
《热 学》课件
详细描述
热力学第三定律在低温技术和超导研 究中有着重要的应用。例如，在超导 材料的制备和研究中，需要充分考虑 和利用热力学第三定律来理解和控制 材料的物理和化学性质。
CHAPTER
05
热机与制冷机
热机的工作原理与效率
热机工作原理
热机是利用热能转换为机械能的装置，通过高温热源吸收热量，经过一系列的物理和化学变化，将热能转换为机 械能。
影响因素
物质的导热系数、温度梯度、物质的性质等。
对流
定义
对流是流体内部由于温度差异引起的流动，从而将热 量从高温部分传向低温部分的过程。
机制
对流的发生依赖于流体的流动，包括自然对流和强制 对流。
影响因素
流体性质、温度差、流速等。
辐射
定义
01
辐射是热量通过电磁波的形式传递的过程。
机制
02
物体通过吸收、发射和反射电磁波来传递热量，不受物质媒介
详细描述
保温杯利用热的不良导体减缓热量传递速度，达到保温效果；制冷技术利用相变 原理实现温度降低；能源利用方面，热能转换和利用技术为人类提供了大量的能 源。
CHAPTER
02
热量传递方式
热传导
定义
热传导是热量在物体内部由高温部分传向低温部 分的过程。
机制
热传导主要通过分子、原子等微观粒子的振动和 相互碰撞传递热量。
热力学第二定律
总结词
第二类永动机的不可能性
详细描述
根据热力学第二定律，第二类永动机是不可 能实现的。第二类永动机是指能够从单一热 源吸热使之完全变为机械功而不引起外界变 化的机器。由于违反了熵增加原理，因此不
可力学第二定律的应用
要点二
详细描述
热力学第三定律在低温技术和超导研 究中有着重要的应用。例如，在超导 材料的制备和研究中，需要充分考虑 和利用热力学第三定律来理解和控制 材料的物理和化学性质。
CHAPTER
05
热机与制冷机
热机的工作原理与效率
热机工作原理
热机是利用热能转换为机械能的装置，通过高温热源吸收热量，经过一系列的物理和化学变化，将热能转换为机 械能。
影响因素
物质的导热系数、温度梯度、物质的性质等。
对流
定义
对流是流体内部由于温度差异引起的流动，从而将热 量从高温部分传向低温部分的过程。
机制
对流的发生依赖于流体的流动，包括自然对流和强制 对流。
影响因素
流体性质、温度差、流速等。
辐射
定义
01
辐射是热量通过电磁波的形式传递的过程。
机制
02
物体通过吸收、发射和反射电磁波来传递热量，不受物质媒介
详细描述
保温杯利用热的不良导体减缓热量传递速度，达到保温效果；制冷技术利用相变 原理实现温度降低；能源利用方面，热能转换和利用技术为人类提供了大量的能 源。
CHAPTER
02
热量传递方式
热传导
定义
热传导是热量在物体内部由高温部分传向低温部 分的过程。
机制
热传导主要通过分子、原子等微观粒子的振动和 相互碰撞传递热量。
热力学第二定律
总结词
第二类永动机的不可能性
详细描述
根据热力学第二定律，第二类永动机是不可 能实现的。第二类永动机是指能够从单一热 源吸热使之完全变为机械功而不引起外界变 化的机器。由于违反了熵增加原理，因此不
可力学第二定律的应用
要点二
详细描述
热学 第二版 李椿 热力学第一定律讲稿
态通常不能用状态参量来描述。
准静态过程
在热力学中经常讨论的理想气体自由膨胀 程是一个非准静态过程。“自由”指气体不受 阻 力冲向右边。如图： 理想气体自由膨胀 一个过程，如果任意时刻的中间态都无限 接近于一个平衡态，则此过程称为准静态过程。 显然，这种过程只有在进行的 “ 无限缓慢 ” 的 条件下才可能实现。对于实际过程则要求系统 状态发生变化的特征时间远远大于弛豫时间τ 才可近似看作准静态过程。
下页
（功是过程量）
特殊情况：
等容过程：A等容 =0 等压过程：A等压 = -P(V2-V1)
（不一定是准静态过程）
一般准静态过程中的微元功：
dA=
Yi .d yi
i
Yi 表示广义力，如：压强，表面张力，电场强度等。 y i 表示广义位移或广义坐标， 如：体积，面积，电极化强度等。
5—3 热力学第一定律
Δuba=Q2+A2 Q2 = Δuba -A2
外界对系统所作 的功
=-208-84=-292（焦耳） =-69.9（卡） 负值表示放热
p
c
b
a o
d v
（3）若Ud—Ua=40.0焦耳，试求沿ad及db各吸收热量多少？
分析：沿adb只有在ad段才有功。
故见（1）可给的功42.0焦耳就是ad段系统作的功。 沿ad吸热 正值是吸热。 沿db吸热为adb吸收的热量减去ad吸收的热量
2、准静态过程；
非准静态过程
显然过程的发生，系统往往由一个平衡状态到 平衡受到破坏，再达到一个新的平衡态。从平衡态 破坏到新平衡态建立所需的时间称为弛豫时间，用
τ表示。实际发生的过程往往进行的较快，（如前
例）在新的平衡态达到之前系统又继续了下一步变 化。这意味着系统在过程中经历了一系列非平衡态，
准静态过程
在热力学中经常讨论的理想气体自由膨胀 程是一个非准静态过程。“自由”指气体不受 阻 力冲向右边。如图： 理想气体自由膨胀 一个过程，如果任意时刻的中间态都无限 接近于一个平衡态，则此过程称为准静态过程。 显然，这种过程只有在进行的 “ 无限缓慢 ” 的 条件下才可能实现。对于实际过程则要求系统 状态发生变化的特征时间远远大于弛豫时间τ 才可近似看作准静态过程。
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（功是过程量）
特殊情况：
等容过程：A等容 =0 等压过程：A等压 = -P(V2-V1)
（不一定是准静态过程）
一般准静态过程中的微元功：
dA=
Yi .d yi
i
Yi 表示广义力，如：压强，表面张力，电场强度等。 y i 表示广义位移或广义坐标， 如：体积，面积，电极化强度等。
5—3 热力学第一定律
Δuba=Q2+A2 Q2 = Δuba -A2
外界对系统所作 的功
=-208-84=-292（焦耳） =-69.9（卡） 负值表示放热
p
c
b
a o
d v
（3）若Ud—Ua=40.0焦耳，试求沿ad及db各吸收热量多少？
分析：沿adb只有在ad段才有功。
故见（1）可给的功42.0焦耳就是ad段系统作的功。 沿ad吸热 正值是吸热。 沿db吸热为adb吸收的热量减去ad吸收的热量
2、准静态过程；
非准静态过程
显然过程的发生，系统往往由一个平衡状态到 平衡受到破坏，再达到一个新的平衡态。从平衡态 破坏到新平衡态建立所需的时间称为弛豫时间，用
τ表示。实际发生的过程往往进行的较快，（如前
例）在新的平衡态达到之前系统又继续了下一步变 化。这意味着系统在过程中经历了一系列非平衡态，
《引言及第一章温度》PPT课件
28
29
定体气体温度计示意图
保持在同一水平， 目的使测温泡中 气体的体积不变 毛细管
测温泡
待测液体
水银气压计
h
30
玻璃液体温度计示意图
31
两种线膨胀系数不同 的金属组合在一起， 一端固定，当温度变 化时，两金属热膨胀 不同，带动指针偏转
指示温度。
或可用于温度自动 控制。当温度升高 时，金属片弯曲与 导线相连，实现自 动控制。如：冰箱 中的温度控制器
缺点：数学上的困难
3
§0-3热学发展简史
第一时期——热学的早期史，开始于17世纪末，直到19世纪中叶， 这时期，积累了大量的实验和观察的事实，关于热的本性展开了研 究和讨论，为热力学理论的建立作了准备。
第二时期——19世纪中叶到19世纪70年代末，热功相当原理奠定了 热力学第一定律的基础，和卡诺理论结合导致了热力学第二定律的 形成，与微粒说结合导致了分子运动论的建立。但热力学与分子运 动论的发展彼此隔绝的。
双金属温度计示意图
32
压缩流体充入弹 簧管，使弹簧管 的曲率变化，通 过杠杆、齿轮等
带动指针。
弹簧管压力表示意图
压力表 测温泡
毛细管
未测温时，温度
计温度为室温
T。，压强为p。
33
A和B构 成的测量 结L置 于被测温
区
参考结
A、B两种不同的金属丝 冰水混合物（或 液氮）的杜瓦瓶
C1、C2同种铜丝
电位差计
开尔文在热力学第二定律的基础上建立了这种温标 也是理论温标.
可用理想气体温标在一定范围内实现热力学温标
18
4.国际温标 International Temperature Scale
国际间协议性温标 ITS—90 温度范围从0.65K---2357.77K 要点:
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定体气体温度计示意图
保持在同一水平， 目的使测温泡中 气体的体积不变 毛细管
测温泡
待测液体
水银气压计
h
30
玻璃液体温度计示意图
31
两种线膨胀系数不同 的金属组合在一起， 一端固定，当温度变 化时，两金属热膨胀 不同，带动指针偏转
指示温度。
或可用于温度自动 控制。当温度升高 时，金属片弯曲与 导线相连，实现自 动控制。如：冰箱 中的温度控制器
缺点：数学上的困难
3
§0-3热学发展简史
第一时期——热学的早期史，开始于17世纪末，直到19世纪中叶， 这时期，积累了大量的实验和观察的事实，关于热的本性展开了研 究和讨论，为热力学理论的建立作了准备。
第二时期——19世纪中叶到19世纪70年代末，热功相当原理奠定了 热力学第一定律的基础，和卡诺理论结合导致了热力学第二定律的 形成，与微粒说结合导致了分子运动论的建立。但热力学与分子运 动论的发展彼此隔绝的。
双金属温度计示意图
32
压缩流体充入弹 簧管，使弹簧管 的曲率变化，通 过杠杆、齿轮等
带动指针。
弹簧管压力表示意图
压力表 测温泡
毛细管
未测温时，温度
计温度为室温
T。，压强为p。
33
A和B构 成的测量 结L置 于被测温
区
参考结
A、B两种不同的金属丝 冰水混合物（或 液氮）的杜瓦瓶
C1、C2同种铜丝
电位差计
开尔文在热力学第二定律的基础上建立了这种温标 也是理论温标.
可用理想气体温标在一定范围内实现热力学温标
18
4.国际温标 International Temperature Scale
国际间协议性温标 ITS—90 温度范围从0.65K---2357.77K 要点:
热学答案第二版解析-李椿-章立源等著
热学答案第二版解析-李椿-章立源等著(总126页)本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March第一章温度1-1在什么温度下,下列一对温标给出相同的读数：（1）华氏温标和摄氏温标；（2）华氏温标和热力学温标；（3）摄氏温标和热力学温标？解：（1）当时，即可由，解得故在时（2）又当时则即解得：故在时，（3）若则有显而易见此方程无解，因此不存在的情况。
1-2 定容气体温度计的测温泡浸在水的三相点槽内时，其中气体的压强为50mmHg。
（1）用温度计测量300K的温度时，气体的压强是多少？（2）当气体的压强为68mmHg时，待测温度是多少？解：对于定容气体温度计可知：(1)(2)1-3 用定容气体温度计测得冰点的理想气体温度为273.15K，试求温度计内的气体在冰点时的压强与水的三相点时压强之比的极限值。
解：根据已知冰点。
1-4用定容气体温度计测量某种物质的沸点。
原来测温泡在水的三相点时，其中气体的压强；当测温泡浸入待测物质中时，测得的压强值为,当从测温泡中抽出一些气体,使减为200mmHg时,重新测得,当再抽出一些气体使减为100mmHg时,测得.试确定待测沸点的理想气体温度.解：根据从理想气体温标的定义：依以上两次所测数据,作T-P图看趋势得出时,T约为400.5K亦即沸点为400.5K.题1-4图1-5铂电阻温度计的测量泡浸在水的三相点槽内时，铂电阻的阻值为90.35欧姆。
当温度计的测温泡与待测物体接触时，铂电阻的阻值为90.28欧姆。
试求待测物体的温度，假设温度与铂电阻的阻值成正比，并规定水的三相点为273.16K。
解：依题给条件可得则故1-6在历史上，对摄氏温标是这样规定的：假设测温属性X随温度t做线性变化，即，并规定冰点为，汽化点为。
设和分别表示在冰点和汽化点时X的值，试求上式中的常数a和b。
解：由题给条件可知由（2）-（1）得将（3）代入（1）式得1-7水银温度计浸在冰水中时，水银柱的长度为4.0cm；温度计浸在沸水中时，水银柱的长度为24.0cm。
热学PPT课件
(2) Plato: The fire is a kind of athletic manifestation
▪ At the beginning of 18 centuries, has the caloric theory says
The middle of 18 centuries, the first law of thermodynamics: The conservation law of energy; The second law of thermodynamics: Concerning the thermal process is irreversible.
3
Thermal physics investigate is a system that constituted by a large numbers of particles.
For example: one mole of material includes 6.02 1023 molecules, supposing a superman
4
thermal physics has two different kinds of describe methods: macroscopic and microscopic.
From observe and experiment summary come out with the thermal phenomenon regulation, constitute macroscopic theories of the thermal phenomenal, be called the thermodynamics. Statistical physics is the microscopic method to thermal physics.
热学教程第一章PPT课件
2009-至今 华中科技大学物理学院 副教授
研究方向 生物大精分选子课件相互作用
2
精选课件
3
为纯科学呼吁（1883年8月15日）
我时常被问及这样的问题：纯科学与应用科学 究竟哪个对世界更重要。为了应用科学，科学 本身必须存在。假如我们停止科学的进步而只 留意科学的应用，我们很快就会退化成中国人 那样，多少代人以来他们都没有什么进步，因 为他们只满足于科学的应用，却从来没有追问 过他们所做事情中的原理。这些原理就构成了 纯科学。中国人知道火药的应用已经若干世纪， 如果他们用正确的方法探索其特殊应用的原理， 他们就会在获得众多应用的同时发展出化学， 甚至物理学。因为只满足于火药能爆炸的事实， 而没有寻根问底，中国人已经远远落后于世界 的进步。我们现在只是将这个所有民族中最古 老、人口最多的民族当成野蛮人。
对于定容温度计，同样可以得到
T(V )
100
0 1 0
精选课件
48
三. 几个与物态方程有关的名词
气体的体膨胀系数α
V
V0 T0
(t
273.15)
V0(1
t )
气体的压强系数β
2. 国际温标
1990年国际温标规定以热力学温标为基本 温标。热力学温度用T表示,单位K 摄氏温度 t=T-273.15
精选课件
39
1-4 理想气体状态方程 一、物态方程
把处于平衡态的某种物质的热力学参 量（如压强、体积、温度）之间所满足的函数 关系称为该物质的物态方程或称状态方程。
平衡态
T T( p, V) 或 f( p, V, T) 0
体是冷还是热，就看它
所含热质是多还是少精。选课件
13
引言 0—3 热学发展简史(二)
热学课件
C tr T pV tr T 273.16K 273.16K
C C
M
M
p tr tr
令：R
p tr tr 273.16 K
得 ： pV
RT RT
理想气体状态方程： pV 3、普适气体常数R
M
RT RT
R
p tr tr 273.16 K p 0 0 T0
1、摄氏温标： 液体温度计：
测温属性－液体(水银或酒精)体积随温度 变化；
固定点－冰点为零度，汽点为100度； 函数关系－液体体积随温度作线性变化。
• 注：当温度改变时，物质的许多属性如一定体 积气体的压强、一定压强气体的体积、金属导 体的电阻、两种金属导体组成的热电偶的电动 势、热辐射能量密度等都会随之变化。只要任 何物质的物理属性随温度呈单调的、显著的变 化，都可选用来标志温度，制作温度计。
• 理想气体温标： 注：在1000℃> T > 1K的范围适用。
T lim T ( p ) 273.16 K lim p p tr
或：
p tr 0
p tr 0
(定 容 )
T lim T (V ) 273.16 K lim
p0
V Vtrp0源自(定 压 )不依赖测温物质及其测温属性。 3.热力学温标T： 单位：K (Kelvin)，规定： T3=273.16K 在理想气体温标有效范围内二者一致。 .4.摄氏温标 t ： =（T - 273.15） C t t3 = 0.01 C 5.华氏温标 tF ：
) RT
( 1 2 n ) RT RT
混合气体的平均摩尔质量： =
C C
M
M
p tr tr
令：R
p tr tr 273.16 K
得 ： pV
RT RT
理想气体状态方程： pV 3、普适气体常数R
M
RT RT
R
p tr tr 273.16 K p 0 0 T0
1、摄氏温标： 液体温度计：
测温属性－液体(水银或酒精)体积随温度 变化；
固定点－冰点为零度，汽点为100度； 函数关系－液体体积随温度作线性变化。
• 注：当温度改变时，物质的许多属性如一定体 积气体的压强、一定压强气体的体积、金属导 体的电阻、两种金属导体组成的热电偶的电动 势、热辐射能量密度等都会随之变化。只要任 何物质的物理属性随温度呈单调的、显著的变 化，都可选用来标志温度，制作温度计。
• 理想气体温标： 注：在1000℃> T > 1K的范围适用。
T lim T ( p ) 273.16 K lim p p tr
或：
p tr 0
p tr 0
(定 容 )
T lim T (V ) 273.16 K lim
p0
V Vtrp0源自(定 压 )不依赖测温物质及其测温属性。 3.热力学温标T： 单位：K (Kelvin)，规定： T3=273.16K 在理想气体温标有效范围内二者一致。 .4.摄氏温标 t ： =（T - 273.15） C t t3 = 0.01 C 5.华氏温标 tF ：
) RT
( 1 2 n ) RT RT
混合气体的平均摩尔质量： =
传热学基础(第二版)第一章教学三种热量传递的基本方式分解PPT课件
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采用高等数学方法分析热传递过程， 总要假定所研究的对象是一个连续体， 即认为所研究对象内各点上的温度、密 度、速度等都是空间坐标的连续函数。
实际上，只要被研究对象的几何尺寸 远大于分子的平均自由行程，连续体的 假定即可成立。就本书涉及的内容而言， 连续体的假定都是成立的。
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对于两个相距很近的黑体表面，由于一 个表面发射出来的能量几乎完全落到另 一个表面上，那么它们之间的辐射换热 量为 ：
A(T14T24)
F
T1
Φ
T2
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51
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52
三种基本热量传递方式由于机理不同，
对流换热： (Convection heat transfer)流体与 温度不同的固体壁间接触时的热量交换过程
37/65
.
37
对流换热的特点
对流换热与热对流不同，既有热对流，也 有导热；不是基本传热方式
导热与热对流同时存在的复杂热传递过程
必须有直接接触（流体与壁面）和宏观运 动；也必须有温差。
物质的属性：
可以在固体、液体、气体中发生。
24/65
.
24
导热的特点
必须有温差 物体直接接触 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子
热运动而传递热量 不发生宏观的相对位移
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25
26/65
.
26
2.导热机理 气体：气体分子不规则热运动时相互碰
撞的结果。 导电固体：自由电子运动。 非导电固体：晶格结构的振动。 液体：很复杂。
T — 黑体表面的绝对温度（热力学温度）K b— 斯蒂芬-玻尔兹曼常数，5. 617 -0 8W (m 2K 4)
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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
热学研究对象：所有与热相联系的现象。
特点：热物理学研究的是由数量很大的微观粒子所 组成的系统。
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二、宏观描述方法与微观描述方法
1、宏观描述方法：热力学方法
热力学：由观察和实验总结出来的热现象规律，构成
热现象的宏观理论，叫做热力学。
热力学方法的优点：
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。 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；
4
3、它把物质看成为连续体，不考虑物质的微观结构
2、微观描述过程：统计物理学
统计物理学则是热物理学的微观描述方法，它从物质由大
数分子、原子组成的前提出发，运用统计的方法，把宏观性质看 作由微观粒子热运动的统计平均值所决定，由此找出微观量与宏 观量之间的关系。
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
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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。
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状态参量——平衡态的描述
气体分子动理论是统计物理最基本，最简单的内容。 它是从物质的分子结构概念出发，对气体分子运动及相互作用 提出一定的假设模型，再根据每个气体分子所遵从的力学规律 利用统计方法找出热运动的宏观量（如压强、温度等）与分子运动 微观量的统计平均值之间的关系。
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热学内容图析
热学发展简史 研究对象及方法
， 是一种动态平衡，称热动平衡。 上页 下页
注意
与稳恒态的区别，稳恒态不随时间变化，但 由于有外界的影响，故在系统内部存在能量 流或粒子流。稳恒态是非平衡态。对平衡态 的理解应将“无外界影响”与“不随时间变化” 同时考虑，缺一不可。
稳恒态实例：
金属杆
100 oc
0 oc 上页 下页
区别平衡与稳定：外界绝热的均匀金属棒两端与
《热学》电子教案
（Thermal physics ）
面向物理学本科学生
主讲：李小珠
.热学.
考核方法
1. 总评成绩＝平时成绩30%+期末考 试成绩70%
2. 平时成绩＝纪律表现情况、作业成 绩.
缺交一次作业扣2分；迟交作业一次 扣1分；欠做作业1题扣0.5分；课堂违 纪一次扣1分；
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绪论
一、热学的研究对象及其特点 热学是 研究有关物质的热运动以及与热相联系的各种规 律的科学。 所谓热运动即组成宏观物体的大量微观粒子的 一种永不停息的无规运动。
.热学.
第一章 温 度
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§1 平衡态 状态参量
系统与外界
1.热力学系统（简称系统） 在给定范围内，由大量微观粒子所组成的宏
观客体。
2.系统的外界（简称外界） 能够与所研究的热力学系统发生相互作用 的其它物体。
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孤立系统：与外界既不交换物质又不交换能量的系统 封闭系统：与外界不交换物质但可交换能量的系统 开放系统：与外界既交换物质又交换能量的系统
两个恒温热源T1、T2接触，
T1<T2 ， 稳定导热问题。
取金属棒为系统，由于它受外界影响，且金 属棒内、外存在不平衡势，故是处于稳定状态而 不是处于平衡状态。若去掉热源，金属棒不受外 界影响，最终整个金属棒温度T＝1/2（T1＋T2） 这时金属棒达到了平衡态。或两热源温度相等， 外界作用的平均效果为零，金属棒也处
1892年
主要参考书目：
1. 秦允豪，《热学》（第二版），高等教育出版社，2006 2. 2.赵凯华等，《热学》，高等教育出版社，2005 3. 3.黄淑清等， 《热学教程》，高等教育出版社，2003 4. 4.王竹溪，热力学，北京大学出版社，2005 5、 梁绍荣等，普通物理学，第二卷，高等教育出版社，2006
一级相变特征及 基本规律
热学发展史
古代： ❖ 古希腊（公元前611—430年） 四元素说： 万物是由土、水、火、气四种元素在数量 上不同比例的配合组成的。
我国殷商时期 五行学说：金、木、水、火、土 是构成世界万物的五种基本元素，
称为五行。中国古代提出的元气说，就认为热 （火） 是物质元气聚散变化的表现。
❖ 古希腊（公元前427—347年）： 火是一种运动的表现形式
十八世纪：热质说，建立了系统的计温学和 量热学。
十九世纪： 热运动学，热是一种运动的表 现形式。
焦耳实验；迈耳、亥姆霍兹（热力学第一定律）； 克劳修斯和开尔文（热力学第二定律）；
目前：分子运动论学说；量子统计学说
钻木取火 伽利略温度计 16世纪 (明)
热力学平衡态
一个系统在不受外界影响的条件下，如果它 的宏观性质不再随时间变化，我们就说这个系 统处于热力学平衡态。 平衡态是系统宏观状态的一种特殊情况。
实例：理想气体绝热自由膨胀。
系统处于平衡状态主要满足两点：①不受 外界影响。②不随时间变化。但这里
所说的“平衡”是从宏观上看，在微观上 ，组成系统的大量粒子在永不停息地运动
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。