大学物理热力学论文
热力学统计物理论文物理热学论文
2010年4月第4期 高教论坛Higher Education ForumAp r.2010.No14运用概念图考察理科师范生专业知识体系———以热力学与统计物理学为例黄津梨,吴 娴,孟沪生(广西师范学院 物理与电子科学系,广西 南宁530001)摘要:概念图是一种以图表的形式反映概念和概念之间关系的空间网络知识结构图,它能全面地评价学生的知识结构。
通过在理论物理课程《热力学与统计物理学》的教学中采用概念图进行辅助教学,并使用概念图考察学生该门课程部分知识点的知识体系,我们发现:目前学生的专业知识体系还很不完整,归纳、分析能力还很低。
概念图在教学中使用之后,学生对知识的认知及掌握程度都有一定程度的提高,说明概念图在构建及评价学生专业知识体系,培养学生各种能力及素质方面是一种有效方法。
关键词::理论物理;学科专业知识体系;学科专业知识体系的评价;概念图评价中图分类号:G632.0 文献标识码:A 文章编号:1671-9719(2010)04-0029-05作者简介:黄津梨(1968-),女,广西苍悟县人,硕士,副教授,主要从事大学理论物理教育及材料物理的研究。
收稿日期:2010-01-06 修稿日期:2010-02-09 一、问题提出 如何提高师范院校的教学质量,是当今研究的一个热点问题。
师范院校在进入专业课的教学时经常会有这样的一个特点:专业课内容多,学时少,学生的学习任务重、难度大。
在学生方面,由于学生走出校门之后从事的是中学课程的教学,所学专业课大多没有直接应用于今后的教学中,因而学习积极性不高。
而在教学上,专业教师多采取“填鸭式”的教学方法,很少顾及知识的连贯性,而学生则是被动接受。
这样必然造成了专业课教学质量下降,学生只是为应付考试而学习。
怎样改变这种状况呢?帮助学生建立专业知识体系是一种有效的办法。
在教学中,帮助学生利用所学知识建构自己的专业知识体系,无论在专业理论知识的理解上,还是在实际工作能力的培养上,都有着重要的意义。
探讨大学物理中的热力学应用案例
探讨大学物理中的热力学应用案例热力学是物理学中的一个重要分支，研究物体内能、热能和机械能之间的相互转化关系。
在大学物理学习中，热力学应用案例可以帮助学生更好地理解和应用热力学知识。
本文将探讨一些大学物理中的热力学应用案例。
一、汽车发动机热机效率汽车发动机是一个典型的热力学应用案例。
为了评估汽车发动机的效率，我们可以引入一个热机效率的概念。
热机效率定义为所做的有效功和进热量之间的比值。
此处，“有效功”指发动机从燃烧所得到的机械能，而“进热量”指燃烧产生的能量。
以内燃机为例，燃料的燃烧将产生高温高压气体。
该气体在汽缸中产生压力，驱动活塞做功，从而驱动汽车行驶。
然而，由于内燃机具有排气、散热等能量损失，无法实现热能转化为机械能的完全效率。
通过热力学计算，我们可以分析发动机的热机效率，进而改善汽车的燃油利用率。
通过加强冷却系统、提高燃烧效率等手段，可以提高发动机的热机效率，减少能源浪费。
二、太阳能发电系统太阳能发电是热力学在能源领域的另一个重要应用案例。
光伏发电系统通过太阳能电池板将太阳辐射转化为电能。
而太阳能电池板的工作原理就涉及到热力学中的能量转化过程。
当光线照射到太阳能电池板上时，光子与电子发生相互作用，使得电子受激跃迁到导电层中，形成电流。
这个过程实际上是将太阳能的光能转化为电能的过程。
热力学分析可以帮助我们计算和改进太阳能发电系统的效率。
通过优化太阳能电池板的材料、设计和工作温度等因素，可以提高太阳能发电的效率，并推动可再生能源的广泛应用。
三、充电宝的热管理现代社会离不开移动电子产品，而充电宝作为一种便携式充电装置也越来越常见。
充电宝在充电和放电过程中会产生一定的热量，这需要进行热管理来保障充电宝的安全和效率。
热力学可以帮助我们分析和优化充电宝的热管理。
通过合理设计充电宝的散热结构、材料和工作温度控制系统，可以提高充电宝的能量转化效率，延长电池寿命，并减少故障风险。
四、地热能利用地热能是指地壳深部蕴藏的热能资源。
热力学循环大学物理中热机效率的分析与优化
热力学循环大学物理中热机效率的分析与优化热力学循环：大学物理中热机效率的分析与优化热力学循环是指热机在工作过程中，被一定量的热能输入，然后进行一系列的能量转化过程，最后输出一部分的功能和功，再将剩余的热能排放出去的过程。
在大学物理中，热力学循环是一个重要的研究领域，其中热机效率的分析与优化是其中的一个关键问题。
一、热力学循环及其基本原理热力学循环是通过控制和利用热能的转化来实现各种能量转换的过程。
这些循环可以用于能源转换和机械动力等领域。
基本原理包括卡诺循环、斯特林循环和布雷顿循环等。
1.1 卡诺循环卡诺循环是热力学中最理想的循环过程之一，其基本原理是一种无损耗的热机循环。
卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成，循环的效率由源温度和汇温度来决定。
1.2 斯特林循环斯特林循环是一种理想的循环过程，它通过两个等温过程和两个等容过程来实现。
斯特林循环是一种逆摩擦热机循环，可以达到理论上的卡诺效率。
1.3 布雷顿循环布雷顿循环是一种常见的循环过程，在蒸汽机中得到广泛应用。
它由两个等压过程和两个等容过程组成。
二、热机效率的分析热机效率是衡量热机性能的重要指标，它代表了热机在能量转化过程中的效率。
热机效率可以通过以下公式计算：效率 = 输出功 / 输入热量在热机循环中，热机效率受到循环过程中能量转化的限制。
基于能量守恒和热力学第一定律，我们可以分析不同热力学循环的效率，并进行比较。
三、热机效率的优化为了提高热机效率，我们可以采取一系列优化措施。
以下是一些常见的优化方法：3.1 提高燃烧效率在内燃机中，通过改进燃烧技术和燃料选择，可以提高燃烧效率，从而提高热机效率。
3.2 优化循环过程通过调整循环过程中各个过程的参数和条件，如温度、压力和体积等，可以优化热机效率。
3.3 利用余热通过采用余热回收器等装置，将热机过程中产生的余热重新利用，可以提高热机效率。
3.4 使用高效传热材料选择具有良好传热性能的材料，优化传热器的结构和设计，可以提高热机效率。
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。
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。
热力学论文
热力学第二定律的几点认识摘要：热力学第二定律是热力学中最核心和最本质的原理之一，其应用的领域已经远远超出了热力学而扩展到了人类的其他认知领域。
其原因在于热力学第二定律深刻地揭示了世界的本质，使得人类对外部世界有了更深入地理解。
文章从热力学最基本的概念入手，联系到生活实际，结合自己的学习生活经历探讨对热力学第二定律的认识。
联系到热力学的发展历程，介绍热力学第二定律的形成并试图揭示其本质。
关键词：热力学体系；准静态过程；可逆反应；熵Some Understandings Of The Second Law Of ThermodynamicsAbstract: Thermodynamics second law of thermodynamics is the most central and most essential principle . Its applications far beyond the field of thermodynamics and extended to other human cognitive areas. The reason is that the second law of thermodynamics reveals the profound essence of the world, making human beings have a better understanding on the outside world. Articles from the basic thermodynamic concept, linked to real life, combined with their own life experiences of learning the second law of thermodynamics understanding. Linked to the thermodynamics of the development process, describes the formation of the second law of thermodynamics, and try to reveal its essence.Key words: Thermodynamic system ; Quasi-static process; Reversible reaction; Entropy热力学研究的对象被称之为热力学体系，也简称热力系。
物理化学论文 南开大学
热力学第一定律热力学第一定律摘要：热力学第一定律亦即能量转换与守恒定律，广泛地应用于各个学科领域。
本文叙述了其建立的背景及经过，它的文字表述和数学表达式，及它在理想气体、热机的应用，并从微观的角度来阐述热力学第一定律的意义。
关键字：热力学第一定律；焦耳定律；热机；热机效率；内能、热量、功。
热力学第一定律的产生一热力学第一定律历史背景人类使用热能为自己服务有着悠久的历史,火的发明和利用是人类支配自然力的伟大开端,是人类文明进步的里程碑。
中国古代就对火热的本性进行了探讨,殷商时期形成的“五行说”——金、木、水、火、土,就把火热看成是构成宇宙万物的五种元素之一。
但是人类对热的本质的认识却是很晚的事情。
18世纪中期,苏格兰科学家布莱克等人提出了热质说。
这种理论认为,热是由一种特殊的没有重量的流体物质,即热质（热素）所组成,并用以较圆满地解释了诸如由热传导从而导致热平衡、相变潜热和量热学等热现象,因而这种学说为当时一些著名科学家所接受,成为十八世纪热力学占统治地位的理论。
十九世纪以来热之唯动说渐渐地为更多的人们所注意。
特别是英国化学家和物理学家克鲁克斯（M.Crookes，1832—1919）,所做的风车叶轮旋转实验,证明了热的本质就是分子无规则动的结论。
热动说较好地解释了热质说无法解释的现象,如摩擦生热等。
使人们对热的本质的认识大大地进了一步。
戴维以冰块摩擦生热融化为例而写成的名为《论热、光及光的复合》的论文,为热功相当提供了有相当说服力的实例,激励着更多的人去探讨这一问题。
19世纪40年代以前，自然科学的发展为能量转化与守恒原理奠定了基础，在力学，化学，生物学，热学，电磁学等方面做出了充分准备。
二热力学第一定律的建立过程在18世纪末19世纪初，随着蒸汽机在生产中的广泛应用，人们越来越关注热和功的转化问题。
于是，热力学应运而生。
1798年，汤普生通过实验否定了热质的存在。
德国医生、物理学家迈尔在1841-1843年间提出了热与机械运动之间相互转化的观点，这是热力学第一定律的第一次提出。
大学物理中的热力学实验结果分析
大学物理中的热力学实验结果分析热力学是研究能量转化和宏观物体间相互作用的一门学科。
在大学物理中，热力学实验是非常重要的一部分，通过实验可以验证和探索各种热力学定律和原理。
本文将对大学物理中常见的热力学实验结果进行分析和解读。
一、摩尔热容实验摩尔热容实验是研究气体热容的一种实验方法。
通过测量气体在等压条件下的温度变化，可以得到气体的摩尔热容。
实验中，通常使用恒压容器，并使气体与热源接触，然后测量气体的温度变化。
根据理想气体状态方程，PV=nRT，可以得到气体的摩尔热容公式：Cp = q / (nΔT)。
二、焓变实验焓变实验是热力学中研究化学反应焓变的一种实验方法。
通过测量反应前后系统的温度变化，以及实验过程中吸取或释放的热量，可以计算出反应的焓变。
在实验中，通常采用绝热容器，以确保热量不流入或流出系统。
三、热传导实验热传导实验是研究热传导现象的一种实验方法。
通过测量不同材料的导热性能，可以了解材料的热导率和热传导机制。
实验中，通常使用热敏电阻或热电偶来测量不同位置的温度变化，并根据温度变化与时间的关系，计算出导热系数。
四、卡诺循环实验卡诺循环实验是研究理想热机效率的一种实验方法。
通过在一个热机中进行四个不可逆过程（绝热膨胀、等温膨胀、绝热压缩、等温压缩），可以验证卡诺循环的效率最大。
实验中，通常使用气体或蒸汽作为工作物质，测量其压力、体积和温度的变化，并计算出热机的效率。
五、热辐射实验热辐射实验是研究物体辐射能力和辐射规律的一种实验方法。
通过测量不同温度下物体的辐射能量和波长分布，可以得到物体的辐射谱和辐射功率。
实验中，通常使用辐射计或热电偶来测量辐射能量，并分析其与温度的关系。
总结起来，大学物理中的热力学实验主要包括摩尔热容实验、焓变实验、热传导实验、卡诺循环实验和热辐射实验。
通过这些实验，可以深入了解热力学的基本概念和定律，并将理论知识与实际应用相结合。
热力学实验结果的分析和解读是物理学学习中的重要环节，通过深入分析实验数据，可以得出结论并验证理论模型的准确性，进一步提升学生对热力学的理解和应用能力。
物理化学论文,热力学
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。
热力学第二定律论文[整理版]
![热力学第二定律论文[整理版]](https://img.taocdn.com/s3/m/bac03dd8a0c7aa00b52acfc789eb172ded639986.png)
热力学第二定律【摘要】热力学第二定律是热力学的基本定律之一，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。
本文综述了该定律的发现、演变历程、并介绍了它在工农业生产和生活中的应用。
【Abstract】Second law of thermodynamics is one of the fundamental laws of thermodynamics is that heat will always be only by heat to a cool place (in the natural state). It is about the limited space and time, and the thermal motion of all the relevant physical and chemical processes are irreversible in the lessons learned. In this paper, the discovery of the law, development process, and introduces its industrial and agricultural production and the application of life.【关键词】热力学第二定律，演变历程，生活应用【Key words】second law of thermodynamics,livejournal,application 【引言】热力学第二定律是人们在生活实践，生产实践和科学实验的经验总结，它们既不涉及物质的微观结构，也不能用数学加以推导和证明。
但它的正确性已被无数次的实验结果所证实。
而且从热力学严格地导出的结论都是非常精确和可靠的。
有关该定律的发现和演变历程是本文讨论的重点。
大学物理中的热力学系统温度热容和热能的变化
大学物理中的热力学系统温度热容和热能的变化热力学是物理学的重要分支之一，研究的是系统与外界之间的能量转化和能量守恒的关系。
而在大学物理中，热力学系统的温度、热容和热能的变化是研究的重点。
本文将从系统温度、热容和热能的基本概念出发，深入探讨它们的定义和计算方法。
一、系统温度在热力学中，温度是衡量物体冷热程度的物理量。
对于热力学系统来说，系统温度是描述系统内部粒子平均动能的指标。
温度的单位为开尔文（K），其中绝对零度为0K，代表了粒子的最低能量状态。
系统温度的变化可以通过传热和吸收热量来实现。
当热量传递给系统时，系统温度升高；而当系统释放热量时，系统温度降低。
温度的变化导致了系统内部粒子的动能的变化，进而影响到系统的热容和热能。
二、系统热容热容是描述系统吸热能力的物理量，记作C。
热容的定义是单位温度变化时吸收或释放的热量。
热容与物体的质量、物质的种类以及温度变化有关。
对于固体物体来说，其热容可以通过以下公式计算：C = mc其中，C为热容，m为物体的质量，c为单位质量物体的比热容。
比热容是物质特性的参量，表示单位质量物质的温度升高1K所需的热量。
对于液体或气体来说，其热容的计算需要考虑到系统的体积，因此通常使用的是摩尔热容。
摩尔热容定义为单位摩尔物质的温度变化所吸收或释放的热量。
三、系统热能的变化系统的热能指系统的内能和做功的总和。
内能是系统内所有粒子的能量之和，包括粒子的动能和势能。
做功是指由系统对外做的功，如体积的变化所做的功。
热能的变化可以通过以下公式计算：ΔE = Q - W其中，ΔE为系统热能的变化，Q为系统吸收的热量，W为系统对外做的功。
当Q大于W时，热能增加，系统吸热；当Q小于W时，热能减少，系统放热。
根据热能的守恒定律，一个系统的热能的变化等于系统与外界交换的热量与做的功之和。
这个定律是能量守恒定律在热力学中的具体应用。
结语通过对大学物理中热力学系统温度、热容和热能的变化的讨论，我们可以更好地理解热力学的基本概念和原理。
大学物理小论文
大学物理小论文大学物理论文——关于热力学第二定律的理解与思考姓名：邵培权班级：14光伏材料学号：1403020039在发现热力学第一定律基础上，说明了一切的热力学过程必须遵守能量守恒和转换定律，但是不是满足了能量守恒定律的过程就一定能够进行。
人们经行了大量的实验，其实验结果表明，实际中自发进行热力学过程都具有方向性，并不是满足能量守恒定律就一定能够自然发生。
于是，在这种情况下，热力学第二定律渐渐的浮出水面，绽放出它耀眼夺目的光彩。
自然界的一切实际热力学过程都是按一定的方向进行的，反方向的逆过程是不可能自动进行的。
在一定条件下不需要外来作用，任其自然就能自动发生的过程，称为自发过程。
例如热由高温物体传给低温物体，锌片放入硫酸铜溶液中后铜就析出，气体向真空膨胀，导体中的电流从高电势端流向低电势端，水从高水位流向低水位等等，都是自发过程。
而那些需要借助外来作用才能发生的过程，称为非自发过程。
例如电解水产生氢气和氧气，需要环境対系统做电功，就是非自发过程。
从表面来看，似乎各种不同的自发过程有着不同的决定因素。
例如热总是自发地由高温物体传向低温物体，直到两物体的温度相等为止，温度是决定过程方向和限度的因素。
导体中的电流总是自发地从高电势端流向低电势端，直到导体中各处的电势都相等为止，电势是决定过程方向和限度的因素。
水总是自发地从高水位流向低水位，直到各处水位都相等为止，水位高低是决定过程方向和限度的因素。
气体总是自发地从高压处流向低压处，直到系统中各处的压力都相等为止，压力是决定过程方向和限度的因素。
在人们大量的实验基础上，人们总结出自然过程的方向性，分别是功热转换的方向性，热传导的方向性，气体绝热自由膨胀的方向性。
实际中，功全部转化成热的过程是可以自发进行的，但唯一效果是热全部转化为功的过程是不可能发生的。
热传导的方向性。
两个温度不同的物体相接触，热量可以自动地从高温物体传向低温物体，直到达到温度相等的热平衡态。
热力学第二定律论文
热⼒学第⼆定律论⽂热⼒学第⼆定律【摘要】热⼒学第⼆定律是独⽴于热⼒学第⼀定律的⼀条重要规律，它是在研究热机效率的过程中推出的，可以解决热⼒学过程的⽅向问题，随着科学的发展它将得到更多的应⽤，⽽且产⽣了许多关于它的理论，让我们从本质上弄清物质热⼒学过程中物质的变化规律。
【关键词】热⼒学第⼆定律，不可逆，统计意义，卡诺定理，历史发展【引⾔】。
1.热⼒学第⼆定律及发展1.1、热⼒学第⼆定律建⽴的历史过程热⼒学第⼆定律的提出，是物理学史上的重⼤成就，其应⽤价值和理论意义是逐渐显⽰并不可估量的．从l9世纪初起。
蒸汽机在⼯业⽣产中起着愈来愈重要的作⽤。
⽽关于蒸汽机的理论却未形成．⼈们在摸索和试验中不断改进着蒸汽机，经过⼤量的失嫩和挫折虽然⼀定程度地提⾼了机械效率，但⼈们始终不明⽩提⾼热机效率的关键是什么，以及效率的提⾼有投有界限．如果有，这个界限的值有多⼤??，热⼒学筇⼆定律揭⽰了热机必须⼯作于⾼温热源与低温热源之间，若只有⼀个热源，则热机效率=0，表明不可能从单⼀热源取热作功⽽不产⽣其他影响；或者说，由于⾼温热源不能⽆限提⾼，低温热源不能⽆限降低，因⽽⽆法避免热量由⾼温热源向低温热源的散失，实砾热机效率永远⼩于1。
表明热不能完全变为功⽽不产⽣其他影响．因此，提⾼热机效率的关键在于尽量扩⼤两个⼯作热源的温差．热⼒学第⼆定律所揭⽰的这⼀热机原理具有最⼤的普遍性，因⽽可以说它是⼯业⾰命得以成功的最基础的科学理论之⼀．热⼒学第⼆定律还从理论上证明了制造永动机的不可能性．历史上有过许多⼈试图找到⼀个⼀劳永逸的⽣括⽅式⽽制造永动机．尽管—代代的科学家们屡遭失败，：却仍然有⼈⼀⽣乐此不疲．甚⾄很有威望的苏格兰物理学家麦克斯韦(1831—1906年)直到l9世纪后期还沉浸在这个黄妙的梦幻之中．热⼒学第⼆定律从理论上彻底否定了永动机的神话，使⼤批科学家从梦幻世界回到了现实世界。
从⽽结束了那种旷⽇持久但永⽆收获的耕耘与播种．热⼒学第⼆定律为当代新必科学冲破经典物理学的桎梏奠定了理论基础早在l9世纪经典物理学的局限性就已经显现出来了，⽽热⼒学第⼆定律所揭⽰的⾃然过程不可逆性原理则从根基上动摇了它的绝对权威的地位．为此，著名的奥地利物理学家波尔茨曼(1844—1906年)⼀⼼要把经典物理学从热⼒学第⼆定律的⽥⽥中解救出来．波尔茨曼承认在⼀定程度内热⼒学第⼆定律是台理的．他虽然也认为祉⼀个封闭的系统⾥熵值是增加的(如，在封闭的容器⾥⽓体分⼦趋向均匀分布)，但却不承认是绝对的．他认为可能这个说溘此“肯定的说法更为台适，企图⼭此把热⼒学第⼆定律改造成概率论或统计学定律．波尔谈曼实质上是在说。
天然气水合物(可燃冰)生成机理和热力学模型研究毕业论文
毕业论文天然气水合物生成机理和热力学模型研究摘要目前解决能源需求的问题显得越来越紧迫。
开发利用新的清洁能源，降低能源使用与技术发展对环境造成的负面影响，是解决本世纪能源问题的主要出路。
在我国能源发展战略中，高效、清洁的天然气水合物将成为重要的后续能源。
在天然气水合物的研究方面，相平衡是天然气水合物开采和各种应用技术的基本原理，因此对天然气水合物相平衡热力学模型的研究十分重要。
本论文针对目前存在的热力学模型进行分析研究，选取不同的热力学模型，运用BWRS状态方程结合单级平衡分离过程求取逸度对模型进行有效修改，最后在陈郭和杜郭模型的基础上选取三种不同的计算方法。
通过编程对不同组分的气体进行预测计算，实现了对现有模型的综合性评价，确立了较好的热力学模型。
此外本文还针对含有醇、盐抑制剂的体系进行编程计算，并将其与不含抑制剂体系进行比较。
结果表明：以陈郭模型基础上的计算方法，在压力稍高时较为精确，以杜郭模型为基础的计算方法在压力较低时依然可以得到较好的预测结果。
对于加入抑制剂的体系，在相同压力下，同一组分的生成温度明显降低。
最后对管道天然气水合物的形成、防治及预防进行了介绍。
关键词：天然气水合物热力学模型逸度活度抑制剂Research on Natural Gas Hydrate Formationand Thermodynamic ModelAbstractThe problem of energy shortage is becoming more and more urgent currently. Developing new clean energy, reducing the negative influence of the energy utilization and technology development for the environment are the main solutions tothe energy problem of this century. In our country’s energy development strategy, high-efficient and clean natural gas hydrate will be an important energy resource. On the research of the natural gas hydrates, phase equilibrium is the basic principle of recovering the natural gas equilibrium and various application technologies, so it is very important to study the natural gas hydrate phase equilibrium thermodynamic models. The various thermodynamic models were analyzed and studied in this paper, and also revised through the application of BWRS state function and combining single stage equilibrium separation process for the fugacity, in the end three kinds of calculation methods were selected on the basis of Chen-Guo and Du-Guo models. The gas with different components were calculated and predicted through programming, and the current models were thoroughly evaluated, a better model was established. Besides the system with alcohol, salt inhibitors were calculated and compared with the system without inhibitors. It is shown that the method of Chen-Guo modal is more accurate when the pressure is high, whereas the Du-Guo modal is better under the condition of low pressure. For the system with inhibitor, under the same pressure, the generating temperature of the same component reduces dramatically. In the end the formation and prevention of the pipeline natural gas were introduced in this paper. Keywords: natural gas hydrate, thermodynamics model, fugacity, activity, inhibitor第1章绪论1.1 前言在自然界中，天然气水合物(NGH)，又称可燃冰，大多存在于大陆永久冻土带和海底沉积层中。
化工热力学论文-热力学论文-物理论文
化工热力学论文-热力学论文-物理论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——化工热力学主要研究化学工程中各种形式的能量之间相互转化的规律及过程趋近平衡的极限条件，本篇文章就向大家介绍几篇化工热力学论文的范文，希望对大家写作或参考此类论文写作有所帮助。
化工热力学论文参考阅读6篇之第一篇：重载化工流程泵在高温高压下的结构热力耦合分析及优化摘要：在化工和石油行业发展中，往往会将重载化工的流程泵当作流程的用泵，一般常用在高温和高压流体环境中，较易导致泵出现振动、汽蚀、噪音、泄漏、变形等情况，需做好对泵结构的科学设计。
就重载化工流程泵在高温高压下的结构热力耦合进行分析，提出一定的优化措施，从而保证其在实际的应用中发挥更高的价值。
关键词：重载化工流程泵；高温高压；热力耦合；优化措施；重载化工流程泵工作的环境和条件较复杂，为保证其能正常地运转和生产，对泵的结构要求十分严格。
因此，这就需做好对重载化工流程泵在高温高压下结构热力耦合的分析及优化。
本课题围绕某重载化工的流程泵，针对高温高压条件下结构的热力耦合，采用ANSYS有限元的仿真分析方法对其进行了具体的分析，实现了对重载化工流程泵的优化设计和性能改进。
1 重载化工流程泵轴承架的传热特性分析及优化本课题以某型重载化工流程泵轴承架当作案例研究，因轴承架和输送介质是不接触且远离的，材料选择ZG240-450铸钢，成本较低且结构的强度也满足要求。
先对原泵的表面不带筋板轴承架实施计算和分析，后对不同的3种类型轴承架实施设计与优化处理，泵结构主要有如下特征：泵结构表面带有筋板，并且在泵盖端位置处配备有冷却腔，在传动端配备有强制性对流风扇。
1.1 有限元热力耦合分析法概述此方法实际是对热与应力两物理场间相互作用的问题进行分析。
此方法和单物理场分析不同，在ANSYS有限元的仿真分析相应软件中，主要有直接法与间接法两种类型分析法。
对于直接法而言，主要是通过在相关软件的帮助下，实现对结构热与结构进行应力分析，获取相应结果。
热学论文
从卡诺定理出发推导熵增加原理高金雪（大庆师范学院物理与电气信息工程学院，2008级物理教育班黑龙江大庆 163712）摘要：熵是根据热力学第二定律引入的一个新的态函数，它在热学理论中占有核心的重要地位，本文根据卡诺定理推出克劳修斯不等式，再根据克劳修斯不等式的可逆部分以及热力学第二定律建立第二定律的不可逆过程的数学表述，最后得出熵增加原理.关键词：熵增加原理；卡诺定理；熵作者简介：高金雪（1989--），女，黑龙江省哈尔滨市人，大庆师范学院物电学院学生.0引言熵指的是体系的混乱的程度，它在控制论、概率论、数论、天体物理、生命科学等领域都有重要应用，在不同的学科中也有引申出的更为具体的定义，是各领域十分重要的参量。
熵由鲁道夫·克劳修斯（Rudolf Clausius）提出，并应用在热力学中。
1熵的概念及本质熵在热力学中是表征物质状态的参量之一，通常用符号S表示。
在经典热力学中，可用增量定义为dS＝(dQ/T)，式中T为物质的热力学温度；dQ为熵增过程中加入物质的热量。
下标“可逆”表示加热过程所引起的变化过程是可逆的。
若过程是不可逆的，则dS＞(dQ/T)不可逆。
从微观上说，熵是组成系统的大量微观粒子无序度的量度，系统越无序、越混乱，熵就越大。
热力学过程不可逆性的微观本质和统计意义就是系统从有序趋于无序，从概率较小的状态趋于概率较大的状态。
熵是物理学中的一个传统概念，人们在研究如何提高热机效率的过程中，通过对自然界状态转化的方向问题的不断深入研究，逐步发现和建立了熵的概念。
2熵函数的来历热力学第一定律就是能量守恒与转换定律，但是它并未涉及能量转换的过程能否自发地进行以及可进行到何种程度。
热力学第二定律就是判断自发过程进行的方向和限度的定律，它有不同的表述方法：热量不可能自发地从低温物体传到高温物体；热量不可能从低温物体传到高温物体而不引起其他变化；不可能从单一热源取出热量使之全部转化为功而不发生其他变化；第二类永动机是不可能造成的。
大学物理史上最给力热力学小论文
由麦克斯韦速率分布律推出平动动能分布律前言：麦克斯韦把统计方法引入了分子动理论，首先从理论上导出了气体分子的速分分布律。
这是对于大量气体分子才有的统计规律。
现做进一步研究，根据其成果麦克斯韦速率分布函数，导出相应的平动动能分布律，并导出与麦克斯韦分布函数类似的一些性质并求出平动动能的最概然值及平均值，并且由此验证其正确性。
摘要：麦克斯韦首先把统计学的方法引入分子动理论，首先从理论上导出了气体分子的速率分布率，现根据麦克斯韦速率分布函数，求出相应的气体分子平动动能分布律，并导出与麦克斯韦分布函数类似的一些性质，求出平动动能的最概然值及平均值。
并比较相似点和不同点。
方法：采用类比的方法，用同样的思维，在麦克斯韦速率分布函数的基础上，作进一步研究，导出能反映平均动能在ε附近的单位动能区间内的分子数与总分子数的比的函数)(εf 的表达式。
并由此进一步推出与麦克斯韦分布函数相对应的一些性质，并比较分析一些不同点。
麦克斯韦速率分布律N d vdN v f =)(这个函数称为气体分子的速率分布函数麦克斯韦进一步指出，在平衡态下，分子速率分布函数可以具体地写为2223224)(v ekT m Ndv dNv f kTmv πππ-⎪⎭⎫ ⎝⎛==式中T 是气体系统的热力学温度，k 是玻耳兹曼常量，m 是单个分子的质量。
式(8-30)称为麦克斯韦速率分布律。
图像如下图1 麦克斯韦速率分布函数图1画出了f (v )与v 的关系曲线，这条曲线称为速率分布曲线。
由图可见，曲线从坐标原点出--发，随着速率的增大，分布函数迅速到达一极大值，然后很快减小，随速率延伸到无限大，分布函数逐渐趋于零。
速率在从v 1到v 2之间的分子数比率∆N /N ，等于曲线下从v 1到v 2之间的面积, 如图中阴影部分所示。
显然，因为所有N 个分子的速率必然处于从0到 ∞之间，也就是在速率间隔从0到 ∞的范围内的分子数占分子总数的比率为1，即1)(0=⎰+∞dv v f这是分布函数f (v )必须满足的条件，称为归一化条件。
大学物理中的热力学实验误差分析
大学物理中的热力学实验误差分析在大学物理中，热力学实验是一种常见的实践活动，通过实验来验证热力学理论，探究物质在不同温度、压力条件下的热性质。
然而，由于各种因素的存在，热力学实验中难免会产生误差。
本文将分析大学物理中的热力学实验误差，并提出相应的误差分析方法与对策。
一、实验误差来源1. 仪器误差：仪器的测量范围、精度等因素会对实验结果产生影响，如温度计的示数误差、秤盘的零点误差等。
2. 环境误差：实验环境的温度、湿度等因素也会对实验结果产生影响，如温度变化导致的试验物体温度变化等。
3. 人为误差：实验操作人员的技术水平、操作经验等因素会对实验结果产生影响，如读数不准确、操作不规范等。
4. 样品误差：样品的制备、保存等条件会对实验结果产生影响，如试样的纯度、杂质含量等。
二、实验误差分析方法1. 确定误差类型：根据实验过程中的各种因素及实验数据的变化情况，确定误差的来源和类型，例如系统误差、随机误差等。
2. 估计误差大小：通过实验数据的统计分析，进行误差估计，可采用方差分析、回归分析等方法。
3. 误差传递分析：在热力学实验中，经常涉及到多个物理量的测量和计算，误差会随着计算过程传递，因此需要进行误差传递分析。
4. 不确定度评定：基于误差的估计，对实验结果的不确定度进行评定，可采用置信区间估计、标准偏差等方法。
5. 误差处理与修正：根据误差分析结果，对实验数据进行修正和筛选，减小误差的影响并提高实验结果的准确性。
三、误差分析对策1. 提高仪器精度：选用精确度较高的仪器设备，如精密温度计、电子天平等，减小仪器误差对实验结果的影响。
2. 精确控制环境条件：在实验过程中严格控制温度、湿度等环境因素，排除环境误差的影响。
3. 规范实验操作：操作人员应熟悉实验步骤，准确读数，严格按照实验要求操作，尽量减小人为误差。
4. 加强样品处理：在样品制备过程中，严格控制样品的纯度、杂质含量，确保实验数据的可靠性。
5. 多次重复实验：通过多次重复实验，提高实验数据的稳定性和可靠性，减小随机误差对实验结果的影响。
大学物理热力学与温度的测量
大学物理热力学与温度的测量热力学和温度是大学物理中重要的概念，对于研究物质的特性和相互作用具有关键性的作用。
热力学研究的核心问题之一就是温度的测量。
本文将探讨大学物理热力学与温度的测量方法和原理。
一、热力学基础概念热力学是研究热现象和能量转化的科学。
它揭示了物质的热性质和宏观量的关系，为各个领域的研究提供了理论基础。
其中，温度是热力学中的一个重要概念。
温度反映了物体内部微观粒子的平均动能，是一个物体内部微观混乱程度的指示。
二、温度的测量方法1.气体温度计气体温度计是测量温度常用的方法之一。
它基于气体的理想气体状态方程，通过测量气体的压强和体积来确定相应的温度。
2.恒压法恒压法是测量液体和固体温度的方法之一。
它利用了物质的温度和其对应的压强之间的关系。
通过保持压强恒定，测量温度的变化，从而得到物质的温度。
3.热电效应法热电效应法是测量温度最常用的方法之一。
热电效应基于不同材料的电阻随温度变化的特性，通过测量热电材料产生的电压差异来确定温度。
4.光学法光学法是测量温度的一种非接触式方法。
它基于物体表面的辐射特性，通过测量辐射光谱或颜色变化来确定物体的温度。
三、热力学与温度测量的应用温度的准确测量在物理学、化学、生物学等学科研究中都扮演着重要角色。
下面将以几个应用为例说明。
1.热力学研究在热力学研究中，温度的准确测量对于确定物质的性质和状态方程至关重要。
利用各种温度测量方法，可以研究物质的相变、热容量、热传导等性质。
2.工业生产在工业生产中，温度的准确测量对于控制生产过程、优化产品质量具有重要意义。
例如，在钢铁冶炼过程中，通过测量炉内温度，可以及时调整炉温，保证炼钢过程的稳定性和产品质量。
3.环境监测温度的测量在环境监测中也具有广泛应用。
例如，通过测量海洋温度，可以研究海洋循环和海洋生态系统的变化；通过测量大气温度，可以预测天气变化。
四、温度测量的精确性和影响因素温度测量的精确性受到多种因素的影响。
以下是一些常见的影响因素：1.测量仪器的精确性：不同的温度测量仪器具有不同的精确度和测量范围。
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《大学物理》课程论文
热力学基础
摘要：
热力学第一定律即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。
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：
热力学第一定律卡诺循环热力学第二定律熵
引言
在19世纪早期，不少人沉迷于一种神秘机械——第一类永动机的制造，因为这种设想中的机械只需要一个初始的力量就可使其运转起来，之后不再需要任何动力和燃料，却能自动不断地做功。
在热力学第一定律提出之前，人们一直围绕着制造永动机的可能性问题展开激烈的讨论。
直至热力学第一定律发现后，第一类永动机的神话才不攻自破。
一.热力学第一定律
1.历史渊源与科学背景
北宋时刘昼明确指出“金性苞水,木性藏火,故炼金则水出,钻木而生火。
”古希腊米利都学派的那拉克西曼德（Anaximander,约公元前611—547) 把火看成是与土、水、气并列的一种原素,它们都是由某种原始物质形成的世界四大主要元素。
恩培多克勒（Empedocles,约公元前500—430）更明确提出四元素学说,认为万物都是水、火、土、气四元素在不同数量上不同比例的配合,与我国的五行说十分相似。
但是人类对热的本质的认识却是很晚的事情。
18世纪中期,苏格兰科学家布莱克等人提出了热质说。
这种理论认为,热是由一种特殊的没有重量的流体物质,即热质（热素）所组成,并用以
较圆满地解释了诸如由热传导从而导致热平衡、相变潜热和量热学等热现象,因而这种学说为当时一些着名科学家所接受,成为十八世纪热力学占统治地位的理论。
2.热力学第一定律的建立过程
将能量守恒与转换定律应用于热效应就是热力学第一定律，但是能量守恒与转化定律仅是一种思想，它的发展应借助于数学。
马克思讲过，一门科学只有达到了能成功地运用数学时，才算真正发展了。
另外，数学还可给人以公理化方法，即选用少数概念和不证自明的命题作为公理，以此为出发点，层层推论，建成一个严密的体系。
热力学也理应这样的发展起来。
所以下一步应该建立热力学第一定律的数学表达式。
第一定律描述功与热量之间的相互转化，功和热量都不是系统状态的函数，我们应该找到一个量纲也是能量的，与系统状态有关的函数（即态函数），把它与功和热量联系起来，由此说明功和热量转换的结果其总能量还是守恒的。
在力学中，外力对系统做功，引起系统整体运动状态的改变，使系统总机械能（包括动能和外力场中的势能）发生变化。
系统状态确定了，总机械能也就确定了，所以总机械能是系统状态的函数。
而在热学中，煤质对系统的作用使系统内部状态发生改变，它所改变的能量发生在系统内部。
内能是系统内部所有微观粒子（例如分子、原子等）的微观的无序运动能以及总的相互作用势能两者之和。
内能是状态函数，处于平衡态系统的内能是确定的。
内能与系统状态之间有一一对应的关系。
内能定理
从能量守恒原理知：系统吸热，内能应增加；外界对系统做功，内能也增加。
若系统既吸热，外界又对系统做功，则内能增加应等于这两者之和。
为了证明内能是态函数，也为了能对内能做出定量的定义，先考虑一种较为简单的情况——绝热过程，即系统既不吸热也不放热的过程。
焦耳做了各种绝热过程的实验，其结果是：一切绝热过程中使水升高相同的温度所需要做的功都是相等的。
这一实验事实说明，系统在从同一初态变为同一末态的绝热过程中，外界对系统做的功是一个恒量，这个恒量就被定义为内能的改变量，即绝热W U U =-12（内能定理）因为绝热W 仅与初态、末态有关，而与中间
经历的是怎样的绝热过程无关，故内能是态函数[1]。
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。
二.卡诺循环及热力学第二定律
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：
①要完成一次卡诺循环必须有高温和低温两个热源：
②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。
③卡诺循环的效率总是小于1的（除非T2 =0K）。
[2]
那么热机的效率能不能达到100％呢？如果不可能到达100％，最大可能效率又是多少呢？有关这些问题的研究就促进了热力学第二定律的建立。
第一类永动机失败后，人们就设想有没有这种热机：它只从一个热源吸取热量，并使之全部转变为功，它不需要冷源，也没有释放热量。
这种热机叫做第二类永动机。
经过无数的尝试证明，第二类永动机同样式一种幻想，也是不可能实现的。
就上面介绍的卡诺循环，它也是个理想循环，工作物质从高温热源吸取热量后，经过卡诺循环，总是向低温热源放出一部分的热量，才能回复到初始状态，所以说卡诺循环的效率不可能达到1。
热力学第二定律开尔文叙述是这样的：不可能制成一种循环动作的热机，只从一个热源吸取热量，使之全都变为有用的功，而不产生其他影响。
从文字上看，热力学第二定律开尔文叙述反映了热功转换的一种特殊规律。
1850年，克劳修斯在大量实验的基础上提出了热力学第二定律的另外一种说法：热量不可能自动地从低温物体传向高温物体。
要是热量从低温物体传向高温物体，靠自发是不可能的，必须依靠外力作功。
克劳修斯的叙述正是反映了热量传递的这种特殊规律。
热力学第二定律的两种描述是等价的。
[3] 根据热力学第二定律，我们论证了一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。
当给定系统处于非平衡状态时，总要发生从非平衡态向平衡态的自发性过渡;反之当系统处于平衡态时,系统却不可能从平衡态向非平衡态过渡。
所以我们希望找到一个与平衡状态有关的状态函数，根据这个状态函数单向变化的性质来判断实际过程进行的方向。
我们把这个状态函数叫做熵，以S表示。
在一个可逆绝热循环中，系统的熵变等于零。
但在封闭系统中发生的任何不可逆过程，都导致了整个系统的熵的增加，系统的熵只有在可逆过程中才是不变的。
这个普遍结论叫做熵增加原理。
如果把系统和外界作为整个封闭系统考虑，则系统的总熵是不可能减少的。
在可逆过程的情况
下，总熵保持不变，而在不可逆过程的情况下，总熵一定增加。
因此，我们可以根据总熵的变化判断实际过程进行的方向和限度。
也是基于这个原因，我们把熵增加原理看作是热力学第二定律的另一种叙述形式。
参考文献：
[1]田鑫泉．焦耳实验与焦耳定律[J]．洛阳师专学报，1995：40—42
[2]秦允豪．热学．北京：高等教育出版社，2004：117—118
[2]郭奕玲，沈慧君．物理学史[M]．北京：清华大学出版社，1993：13—15。