热力学的基本概念汇总
热力学基本概念
热力学基本概念热力学是一门研究能量转化和相互转换的科学,它关注热量、能量和功的关系,以及物质在温度、压强和体积等条件下的相互作用。
在热力学中,有一些基本概念是我们必须了解和掌握的,本文将对热力学中的基本概念进行探讨。
1. 系统和环境在热力学中,我们将研究对象称为系统,而系统外部的一切都被称为环境。
系统可以是一个物体、一个化学反应器或者一个能量转换设备等等。
而环境则包括与系统相互作用的外部介质、周围的物体以及能与系统交换热量和做功的一切。
2. 状态函数和过程函数热力学的基本概念之一是状态函数与过程函数。
状态函数是系统的某一物理量,它只与系统的初始和末状态有关,与经历的过程无关。
例如温度、压强、体积、内能等都属于状态函数。
而过程函数则与系统经历的过程有关,例如热量、功等。
3. 热平衡与热力学平衡热平衡是指当两个物体接触时,它们之间没有净热量的传递。
在热平衡状态下,物体之间的温度是相等的。
而热力学平衡是指系统内部的各个部分之间达到平衡状态,它要求系统的各种宏观性质保持不变。
4. 等温过程与绝热过程等温过程是指系统与环境之间进行热交换的过程,过程中系统的温度保持不变。
绝热过程则是指系统与环境之间没有能量传递的过程,系统内部的能量不发生改变。
5. 内能和焓内能是指系统中分子和原子的热运动能量总和,它是一个状态函数。
焓是系统的内能与系统对外做的功之和,它是一个状态函数。
内能和焓在热力学中是非常重要的概念,它们描述了系统的能量转化和传递。
6. 熵和热力学第二定律熵是一个用来描述系统无序程度的物理量,它是表示分子混乱程度的度量。
热力学第二定律是关于熵变的定律,它表明一个孤立系统的熵只能增加或保持不变,而不能减小。
7. 等压、等体和等焓过程等压过程是指系统在恒定压力下发生的过程。
等体过程是指系统的体积保持不变的过程。
而等焓过程是指系统的焓保持不变的过程。
这些过程在热力学中有着重要的应用和意义。
8. 热容和热力学第一定律热容是指单位质量物质温度上升1度所需要的热量。
热力学知识点归纳
热力学知识点归纳热力学是研究能量转化与能量传递的一门学科,它是物理学的重要分支之一。
在热力学中,有许多重要的知识点,本文将对其中一些主要的知识点进行归纳和总结。
一、热力学基本概念1. 系统和环境:在热力学中,我们通常将研究对象划分为系统和环境两部分。
系统是我们希望研究和描述的物体或者物质,而环境则是系统以外的其他部分。
2. 热力学平衡:热力学平衡是指系统中各个部分的热力学性质处于稳定状态,不发生变化。
在热力学平衡状态下,系统的温度、压力、物质的化学组成等参数都不发生变化。
3. 状态函数和过程函数:在热力学中,有两种类型的函数,分别为状态函数和过程函数。
状态函数的取值只与系统的初始和末状态有关,与过程无关;而过程函数的取值则取决于系统的路径和过程。
4. 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表述,它指出能量可以从一个系统转移到另一个系统,但总能量保持不变。
5. 热力学第二定律:热力学第二定律是指自然界中存在一种不可逆的趋势,使得热量只能从高温物体流向低温物体,而不能反向传播。
这个定律也可以理解为热力学过程的不可逆性。
二、热力学过程1. 等温过程:等温过程是指系统与外界保持恒温接触,系统的温度不发生变化的过程。
在等温过程中,系统对外界做的功与吸收的热量相等。
2. 绝热过程:绝热过程是指系统与外界隔绝热量交换的过程。
在绝热过程中,系统对外界不做功,也不吸收热量。
3. 等容过程:等容过程是指系统在不进行体积变化的条件下进行的过程。
在等容过程中,系统对外界的做功为零,吸收的热量等于内能的增量。
4. 绝热绝容过程:绝热绝容过程是指系统既不与外界交换热量,也不进行体积变化的过程。
在绝热绝容过程中,系统对外界既不做功,也不吸收热量。
5. 等压过程:等压过程是指系统与外界保持恒压接触的过程。
在等压过程中,系统对外界所做的功等于压强与体积的乘积,吸收的热量等于焓的增量。
三、热力学循环1. 卡诺循环:卡诺循环是一种理想的循环过程,用来描述理想热机的工作原理。
热力学基本概念和公式
第一章热力学基本概念一、基本概念热机:可把热能转化为机械能的机器统称为热力发动机,简称热机。
工质:实现热能与机械能相互转换的媒介物质即称为工质。
热力系统:用界面将所要研究的对象与周围环境分割开来,这种人为分割的研究对象,称为热力系统。
边界:系统与外界得分界面。
外界:边界以外的物体。
开口系统:与外界有物质交换的系统,控制体(控制容积)。
闭口系统:与外界没有物质的交换,控制质量。
绝热系统:与外界没有热量的交换。
孤立系统:与外界没有任何形式的物质和能量的交换的系统。
状态:系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况。
平衡状态:系统在不受外界影响的条件下,如果宏观热力性质不随时间而变,系统内外同时建立热和力的平衡,这时系统的状态就称为热力平衡状态。
状态参数:温度、压力、比容(密度)、内能、熵、焓。
强度性参数:与系统内物质的数量无关,没有可加性。
广延性参数:与系统同内物质的数量有关,具有可加性。
准静态过程:过程进行的非常缓慢,使过程中系统内部被破坏了的平衡有足够的时间恢复到新的平衡态,从而使过程的每一瞬间系统内部的状态都非常接近于平衡状态。
可逆过程:当系统进行正反两个过程后,系统与外界都能完全回复到出示状态。
膨胀功:由于系统容积发生变化(增大或者缩小)而通过系统边界向外界传递的机械功。
(对外做功为正,外界对系统做功为负)。
热量:通过系统边界向外传递的热量。
热力循环:工质从某一初态开始,经历一系列中间过程,最后又回到初始状态。
二、基本公式⎰⎰=-=02112dx x x dx理想气体状态方程式:RT pV m =循环热效率1q w nett =η 制冷系数netw q 2=ε 第二章 热力学第一定律一、基本概念热力学第一定律:能量既不能被创造,也不能被消灭,它只能从一种形式转换成另一种形式,或从一个系统转移到另一个系统,而其总量保持恒定。
热力学能:储存在系统内部的能量(内能、热能) 外储存能:宏观动能和重力位能。
化学热学知识点总结
化学热学知识点总结一、热力学基本概念热力学是研究物体内部能量和物质间能量相互转化的物理学科,并且研究物体内能量的传递和扩散规律以及热现象的规律。
热力学研究的主要对象是热、功和能量。
热是由于温度差引起的能量传递。
功是由于力的作用引起的能量转化。
能量是物体具有的使其能够进行工作的物理量(如物体的动能、势能、内能等)。
热力学的热、功和能量是相互联系、相互转化的。
二、状态函数状态函数是在描述过程时与路径无关的,只与初始和终了状态有关的函数。
例如,压强、温度、体积等。
状态函数的改变与路径无关,只与初末状态有关,与路径无关意味着状态函数的变化值与过程取向无关,所以状态函数的变化必须是由初末状态决定的。
状态函数的改变与路径无关因为它们的改变只与初末态有关。
但对于某些状态函数来说,虽然它与系统的性质本身无关,但是它的改变却能使心理特性发生变化。
三、热力学定律热力学定律是热力学的基本规律,它描述了能量的转化和传递规律。
热力学定律包括零法则、第一定律、第二定律、第三定律。
零法则:如果两个系统与第三个系统分别处于热平衡状态,那么这两个系统之间也一定处于热平衡。
第一定律:能量守恒,即能量不能被创造或消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或从一个形式转化为另一形式。
它也可以表述为:系统的内能增量等于系统所吸收的热量与所作的功的代数和。
第二定律:热能不可能自发地从低温物体传递到高温物体,热力学过程不可逆的方向是从低温物体向高温物体传递热量的方向。
第三定律:当温度接近绝对零度时,是熵趋于常数。
这意味着,不可能通过有限数量次的操作使任何系统冷却至绝对零度。
四、热力学方程热力学方程是描述物质热力学性质的方程,其中包括理想气体状态方程、范德华方程等。
理想气体状态方程为P = nRT。
范德华方程为(P + a/V^2)(V - b) = RT。
热力学方程不仅可以用于计算压强、温度、体积等参数的关系,还可以从中推导出其他热力学性质的关系。
热力学基本概念
热力学基本概念热力学是研究热能与其他形式能量之间转化和传递规律的科学学科。
它涉及到一系列基本概念和定律,这些概念和定律是理解和应用热力学的基础。
本文将介绍热力学中的几个基本概念,包括热、温度、功、热容和熵。
一、热热是一种能量传递方式,当物体与外界存在温度差时,热就会从高温物体传递到低温物体。
热是热力学系统与外界之间的能量交换形式之一。
热的单位是焦耳(J)。
二、温度温度是表征物体热状态的物理量,它反映了物体中分子的平均热运动程度。
温度用开尔文(K)作为单位,也可以使用摄氏度(℃)或华氏度(℉)进行表示。
热力学中的零绝对温标是绝对零度,对应着开尔文的0K。
三、功功是热力学系统与外界相互作用过程中的能量传递形式之一。
当一个物体受到外力作用,同时沿着力的方向发生位移时,就会进行功的交换。
功的单位也是焦耳(J)。
四、热容热容描述了物体受热后温度变化的程度。
它是指单位质量物体温度升高1K(或1℃)所需要吸收或放出的热量。
热容的单位可以是焦耳/开尔文(J/K)、焦耳/摄氏度(J/℃)或卡路里/开尔文(cal/K)。
五、熵熵是用来描述系统无序程度的物理量。
它是热力学第二定律的核心概念,表示系统的混乱程度或无序程度。
熵的增加代表着系统趋于混乱,反之则代表着系统趋于有序。
熵的单位是焦耳/开尔文(J/K)。
在热力学中,这些基本概念相互联系、相互影响,通过热力学定律加以描述和解释。
例如,热力学第一定律表示能量守恒,即能量可以从一种形式转化为另一种形式,但总能量的数量保持不变。
热力学第二定律则说明了在孤立系统中热流只会从高温物体流向低温物体,并且系统的熵将不断增加。
通过对这些基本概念的理解和应用,我们可以更好地理解和研究能量的转化和传递过程。
热力学在能源、化学、物理等领域都有广泛的应用,并对相关工程和技术的发展起到了重要的推动作用。
总结起来,热力学基本概念包括热、温度、功、热容和熵。
这些概念相互联系、相互作用,通过热力学定律来描述和解释。
热力学复习要点梳理与总结
热力学复习要点梳理与总结热力学是物理学中的重要分支,研究物质及其相互作用中所涉及的能量转化与传递规律。
为了更好地复习热力学知识,以下是热力学的核心要点进行梳理与总结。
一、热力学基本概念1. 热力学系统:指所研究的物质或物质的集合。
可以分为封闭系统、开放系统和孤立系统三种。
2. 热力学平衡:指热力学系统各个部分相互之间没有宏观可观测到的差别。
3. 热力学第零定律:当两个系统与第三个系统分别达到热力学平衡时,这两个系统之间也达到热力学平衡,它们之间的温度相等。
4. 热力学第一定律:能量守恒定律,系统的内能变化等于系统对外做功加热量的代数和。
5. 热力学第二定律:自发过程只会在熵增加的方向上进行。
二、热力学方程1. 理想气体状态方程:pV = nRT,其中p表示气体的压强,V表示气体的体积,n表示气体的摩尔数,R为气体常量,T表示气体的温度。
2. 等温过程:系统温度恒定,内能不变。
pV = 常数。
3. 绝热过程:系统与外界没有能量的交换,熵不变。
pV^γ = 常数,其中γ为气体的绝热指数。
4. 等容过程:系统体积恒定,内能变化全部转化为热量。
p/T = 常数。
5. 等压过程:系统压强恒定,内能变化全部转化为热量。
V/T = 常数。
6. 等焓过程:系统焓恒定,内能变化全部转化为热量。
Q = ΔH,其中Q表示吸热量,ΔH表示焓变化。
三、热力学循环1. 卡诺循环:由等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩、绝热压缩四个过程组成,是一个理想的热力学循环。
它能够以最高效率转换热能为功。
2. 斯特林循环:由等容膨胀、绝热膨胀、等容压缩、绝热压缩四个过程组成,可应用于制冷领域。
四、热力学熵1. 熵的定义:系统的无序程度。
dS = dQ/T,其中dS表示系统熵变,dQ表示系统吸热量,T表示系统温度。
2. 熵增原理:孤立系统熵不断增加,自发过程只能在熵增加的方向上进行。
3. 等温过程中熵变:ΔS = Q/T。
五、熵与热力学函数1. 熵与状态函数:熵是状态函数,只与初末状态有关,与过程无关。
热力学热力学
热力学热力学热力学热力学是研究能量转化与传递规律的学科,是物理学中的重要分支。
它探讨了物质的热现象、能量的转化和守恒、热力学系统的性质以及热平衡与热非平衡态之间的关系。
本文将介绍热力学的基本概念、热力学第一定律和第二定律等内容。
一、热力学的基本概念热力学的基本概念主要包括系统、热平衡、温度和内能等。
在热力学中,系统是指研究对象,可以是一个物体、一个容器或者一组物质。
系统与外界之间可以有能量和物质的交换。
当系统处于热平衡状态时,其温度是均匀的,各部分之间不存在温度差异。
温度是物质分子平均动能的度量,通常用开尔文(K)作为单位。
内能是系统内各部分的微观粒子热动能之和,它是系统宏观性质的一个重要参数。
二、热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒原理在热力学中的表现。
根据热力学第一定律,系统的能量可以从其他形式转化为热能或做功,也可以从热能转化为其他形式或做功。
换句话说,系统的内能改变等于热量和做功的代数和。
其中,热量是由于温度差而传递给系统或系统释放出去的能量,而做功是系统通过外界物体的移动或变形而产生的能量。
三、热力学第二定律热力学第二定律是指在孤立系统中,热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。
换句话说,自然界中热量只能从高温物体向低温物体传递,而不能相反。
根据热力学第二定律还可以引出熵增定律,即孤立系统的熵总是增加的。
熵是描述系统混乱程度的物理量,熵增可以理解为整个系统的无序性增加。
四、热力学的应用热力学在科学和工程领域有广泛的应用。
在能源领域,热力学可以用来优化能量转换过程,提高能源利用效率。
在化学反应中,热力学可以指导实验设计和反应条件的选择。
在工程领域,热力学可以用于设计制冷、发电和汽车引擎等系统。
热力学还对气候变化、环境保护等问题的研究有着重要的意义。
综上所述,热力学是研究能量转化和传递规律的学科,涉及到的概念包括系统、热平衡、温度和内能等。
热力学第一定律表达了能量守恒原理,而热力学第二定律揭示了自然界中热量传递的规律。
热力学基本概念与热力学定律介绍
热力学基本概念与热力学定律介绍热力学是研究能量转化和传递的学科,是物理学的重要分支之一。
它的研究对象是宏观的物质系统,涉及到能量、热量、温度等概念。
本文将介绍热力学的基本概念和热力学定律。
一、热力学的基本概念1. 能量:能量是物质存在的基本属性,它是物质运动和相互作用的结果。
热力学中的能量包括内能和外能。
内能是物质分子的热运动能量和分子内部相互作用能量的总和,而外能则是物质与外界相互作用所具有的能量。
2. 热量:热量是能量的一种传递方式,是指物体之间由于温度差异而发生的能量传递。
热量的传递方式有传导、传热和辐射。
传导是指物体内部分子之间的能量传递,传热是指物体表面之间的能量传递,而辐射是指通过电磁波的能量传递。
3. 温度:温度是物体内部分子热运动的强弱程度的度量。
热力学中常用的温标有摄氏度和开尔文温标。
摄氏度是以水的冰点和沸点为基准,将温度划分为100个等分,而开尔文温标则以绝对零度为零点,温度值与摄氏度之间的换算关系为:K = ℃ + 273.15。
4. 热平衡:当两个物体之间没有热量的传递时,它们处于热平衡状态。
在热平衡状态下,两个物体的温度相等。
二、热力学定律的介绍1. 第一定律:能量守恒定律。
根据第一定律,能量既不能被创造也不能被消灭,只能从一种形式转化为另一种形式。
系统的内能变化等于系统所吸收的热量与对外所做的功之和。
这可以用以下公式表示:ΔU = Q - W,其中ΔU表示内能的变化,Q表示吸收的热量,W表示对外所做的功。
2. 第二定律:热力学第二定律是关于热量传递方向的定律。
根据第二定律,热量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。
这是因为热量传递是一个不可逆过程,自然界中热量总是从高温区域向低温区域传递。
3. 第三定律:热力学第三定律是关于温度的极限性质的定律。
根据第三定律,当温度趋近于绝对零度时,物体的熵趋近于零。
绝对零度是理论上的最低温度,它对应着物体分子的最低能量状态。
热力学基本概念知识点总结
热力学基本概念知识点总结热力学是研究能量转化和能量传递规律的学科,它涉及到许多基本概念。
本文将对热力学中的一些基本概念进行总结和解析。
一、热力学系统和环境热力学系统指的是我们研究的对象,可以是一个物体、一个化学反应体系等。
而环境则是指与系统不相干的一切物体和能量。
系统和环境之间可以通过能量和质量的交换进行相互作用。
二、热和功热是指能量的传递方式,是由于温度差导致的能量交换。
而功则是指通过外界对系统施加的作用力所做的功。
在热力学中,热和功都是能量的表现形式,它们可以相互转化。
三、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表述。
它指出,能量既不能被创造也不能被毁灭,只能在系统和环境之间进行转化。
系统所吸收的热量和所做的功等于系统所增加的内能。
四、热力学第二定律热力学第二定律是描述能量转化方向的定律,也被称为热力学不可逆性原理。
它指出,在孤立系统中,热能永远不能自发地从低温物体传递到高温物体,总是从高温物体向低温物体传递。
这是因为热能的传递总是伴随着有序度的降低。
五、熵熵是用来描述系统无序程度的物理量,也是热力学第二定律的量度。
熵的增加代表着系统的无序度增加,而熵的减少则代表着有序度的增加。
在自然界中,熵总是趋向于增加,这是热力学第二定律的基本表现。
六、温度和热力学温标温度是用来描述物体热平衡状态的物理量,它代表了物体内部粒子热运动的程度。
在热力学中,常用的温标是开尔文温标(K)。
开尔文温标与摄氏温标之间的换算关系是:K = °C + 273.15。
七、压力和热力学压强压力是指物体单位面积上受到的力的大小,它是由物体内部分子的碰撞引起的。
而热力学压强则是指单位面积上受到的压力大小。
在热力学中,常用的压力单位是帕斯卡(Pa),1 Pa = 1 N/m²。
八、状态方程状态方程是描述物体状态的数学关系式,它连接了物体的各个状态参量,如压力、温度、体积等。
热力学中最著名的状态方程是理想气体状态方程,即PV = nRT。
热力学重点知识总结(期末复习必备)
热力学重点知识总结(期末复习必备)热力学重点知识总结 (期末复必备)1. 热力学基本概念- 热力学是研究物质和能量转化关系的科学领域。
- 系统:研究对象,研究所关注的物体或者物质。
- 环境:与系统相互作用的外部世界。
- 边界:系统与环境之间的分界面。
2. 热力学定律第一定律:能量守恒定律- 能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只会在不同形式之间转化。
- $\Delta U = Q - W$,其中 $U$ 表示内能,$Q$ 表示传热量,$W$ 表示对外界做功。
第二定律:热力学箭头定律- 热量不会自发地从低温物体传递到高温物体,而是相反的方向。
- 热量自发地会沿着温度梯度从高温物体传递到低温物体。
- 第二定律的一个重要应用是热机效率计算:$\eta =\frac{W}{Q_H}$,其中 $Q_H$ 表示从高温热源吸收的热量,$W$ 表示对外界做的功。
第三定律:绝对零度定律- 温度无法降低到绝对零度,即 $0$K 是一个温度的下限。
- 第三定律提供了热力学的温标基准,即绝对温标。
3. 热力学过程绝热过程- 绝热过程是指在过程中不与环境发生热量交换的过程。
- 绝热过程中,系统的内能会发生改变,但传热量为零。
等温过程- 等温过程是指在过程中系统与环境保持恒定的温度。
- 在等温过程中,系统的内能不变,但会发生热量交换。
绝热可逆过程- 绝热可逆过程是指绝热过程与可逆过程的结合。
- 在绝热可逆过程中,系统不仅不与环境发生热量交换,还能够在过程中达到热力学平衡。
4. 热力学系统分类封闭系统- 封闭系统是指与环境隔绝,但能够通过物质和能量交换来进行工作的系统。
开放系统- 开放系统是指与环境可以进行物质和能量交换的系统,也称为流体系统。
孤立系统- 孤立系统是指与环境既不进行物质交换,也不进行能量交换的系统。
5. 热力学熵- 熵是热力学中一个重要的物理量,表示系统的无序程度或混乱程度。
- 熵的增加反映了系统的混乱程度的增大,熵的减少反映了系统的有序程度的增大。
物理热学知识点总结归纳
物理热学知识点总结归纳热学是物理学的分支,研究物质内能与热能之间的相互转化的过程,以及这些过程所带来的物理现象和规律。
热学知识点十分广泛,涉及到热力学、传热学、热量计量学等多个方面。
本文将从热力学基本概念、热力学定律、热力学循环、热力学过程、热传导、传热方式、传热计算等几个方面进行总结归纳,作为物理热学知识点的一个概览。
一、热力学基本概念1. 温度温度是物体内分子、原子的平均动能的表现,是物质状态的客观特征。
通常使用单位摄氏度(℃)或者开尔文(K)来表示。
2. 热力学系统热力学系统是指研究对象,是一个空间内的所有物质的总称。
根据系统与外界交换热量和物质的性质,可分为开放系统、封闭系统、孤立系统。
3. 热平衡当两个物体处于相同的温度时,它们之间不存在热量的传递,这种状态称为热平衡。
4. 热力学过程热力学过程是指系统经历的温度、压强和体积等物理量随时间变化的过程,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。
5. 等温过程等温过程是指系统与外界保持恒定温度的过程,这时系统与外界之间的热量传递速率相等。
6. 绝热过程绝热过程是指系统与外界没有热交换,热量始终保持在系统内部,即Q=0。
7. 等容过程等容过程是指系统在容器内不发生体积改变的过程,容器是固定的,从而使得温度和压强成正比。
8. 等压过程等压过程是指系统保持在恒定的压强下发生温度、体积改变的过程,通常指气体在固定压强下受热膨胀或受冷压缩的过程。
二、热力学定律1. 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上的表述,它说明了物体内能和热量之间的相互转化关系,即热量的增减等于物体对外界做功和内能的增减之和。
2. 热力学第二定律热力学第二定律是热力学基本规律之一,它指出自然界中热能不可能自发地从低温物体传递到高温物体,即热能永远不可能从低温处转移到高温处而不受外界的影响。
3. 热力学第三定律热力学第三定律指出在绝对零度时,任何物质的熵近似于零。
工程热力学知识点笔记总结
工程热力学知识点笔记总结第一章热力学基本概念1.1 热力学的基本概念热力学是研究能量与物质的转化关系的科学,它关注热与功的转化、能量的传递和系统的状态变化。
热力学中最基本的概念包括系统、热力学量、状态量、过程、功和热等。
1.2 热力学量热力学量是描述系统的性质和状态的物理量,包括内能、焓、熵、自由能等。
内能是系统的总能量,焓是系统在恒压条件下的能量,熵是系统的无序程度,自由能是系统进行非体积恒定的过程中能够做功的能量。
1.3 热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒的表达形式,在闭合定容系统中,系统的内能变化等于系统所接受的热量减去系统所做的功。
1.4 热力学第二定律热力学第二定律是描述系统不可逆性的定律,它包括开尔文表述和克劳修斯表述。
开尔文表述指出不可能将热量完全转化为功而不引起其他变化,克劳修斯表述指出热量自然只能从高温物体传递到低温物体。
根据第二定律,引入了熵增大原理和卡诺循环。
1.5 热力学第三定律热力学第三定律是指当温度趋于绝对零度时,系统的熵趋于零。
这一定律揭示了绝对零度对热力学过程的重要意义。
第二章热力学系统2.1 定态与非定态定态系统是指系统的性质在长时间内不发生变化,非定态系统是指系统的性质在长时间内发生变化。
2.2 开放系统与闭合系统开放系统是指与外界交换物质和能量的系统,闭合系统是指与外界不交换物质但可以交换能量的系统。
2.3 热力学平衡热力学平衡是指系统内各部分之间的温度、压力、化学势等性质达到一致的状态。
系统处于热力学平衡时,不会产生宏观的变化。
第三章热力学过程3.1 等温过程在等温过程中,系统的温度保持不变,内能的变化全部转化为热量输给外界。
3.2 绝热过程在绝热过程中,系统不与外界交换热量,内能的变化全部转化为对外界所做的功。
3.3 等容过程在等容过程中,系统的体积保持不变,内能的变化全部转化为热量。
3.4 等压过程在等压过程中,系统的压强保持不变,内能的变化转化为对外界所做的功和系统所吸收的热量。
热力学基本概念汇总
(5)等温过程T1=T2=Tex,Tex=const.
1mol理想气体,在273K,P1=4Pθ,V1=5.6dm3 ,分 三个不同的途径等温膨胀到P2=Pθ,V2=22.4dm3,比较 它们所做的功。假设气缸上放置的是既没有摩擦又无 重量的的活塞。 Ⅰ:反抗恒外压,Pex= Pθ一次膨胀到终态
第一章 热力学第一定律
§1.1 §1.2 §1.3 §1.4 §1.5 §1.6 §1.7 §1.8 §1.9
热力学基本概念 热和功 热力学第一定律 功的计算、可逆过程 等容热、等压热和焓 热容及热的计算 热力学第一定律的应用Ⅰ——简单参量变化 热力学第一定律的应用Ⅱ——相变化 热力学第一定律的应用Ⅲ——热化学
19
含义:
体系内质点间的势能:吸引能,排斥能 体系分子间的动能: 平动能,转动能,振动能 体系内质点的运动能:核能 电子运动能
20
特点:
(1)热力学能的绝对值无法确定
(2)热力学能是状态函数
(3)热力学能是容量性质
其微小变量可表示为某几个自变量的全微分形式。对 纯物质单相封闭系可有:
U f (T ,V );
18
2.能量转化与守恒定律
到1850年,科学界公认能量守恒定律是自然界 的普遍规律之一。能量守恒与转化定律可表述为:
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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,但在转化过程中,能量的总值不变。
3.热力学能
E= EK + Ep + U
动能 势能 热力学能 -系统内部 能量的总和。
系统(包括孤立系统)的形式。叙述为: ➢ 封闭系统中的热力学能不会自行产生或消灭,只 能以不同的形式等量地相互转化。 ➢ 第一类永动机(无需环境供给能量而能连续对环境 做功的机器)不能制造。
热力学基本概念
热力学基本概念热力学是研究热与能的转换以及它们之间关系的学科,是研究物质在宏观和微观层面上的热现象和能量转移的科学。
热力学基本概念包括热、温度、热力学系统、态函数、热容、热力学第一定律和热力学第二定律等。
1. 热在热力学中,热是指物体之间能量传递的方式。
当两个物体的温度不相同时,它们之间就会发生能量的转移,这种能量转移就是热。
热可以引起物体的温度变化以及其他物理和化学变化。
2. 温度温度是反映物体热程度高低的物理量。
热力学温度是根据物体热平衡状态下的性质定义的。
按照热力学第零定律,当两个物体达到热平衡时,它们的温度是相等的。
温度常用单位是摄氏度、开尔文和华氏度。
3. 热力学系统热力学系统是指研究对象,可以是一个物体、一组物体或者更大范围的物质。
根据与外界能量和物质交换的情况,热力学系统分为封闭系统、开放系统和孤立系统。
- 封闭系统:封闭系统与外界的物质交换被禁止,但能量可以在系统和外界之间进行交换。
- 开放系统:开放系统和外界的能量和物质交换都是允许的。
- 孤立系统:孤立系统既不能与外界交换物质,也不能与外界交换能量。
4. 态函数态函数是热力学系统状态的特征量,与系统的初始和末状态无关。
常用的态函数有温度、压强、体积、内能、焓、熵等。
态函数在热力学的计算中具有很重要的作用。
5. 热容热容是物体吸收或释放热量时的温度变化与热量变化之间的比例关系。
热容可以分为定压热容和定容热容。
- 定压热容:在恒定压力下,物体温度升高1度所吸收的热量与温度变化之比。
- 定容热容:在恒定体积下,物体温度升高1度所吸收的热量与温度变化之比。
6. 热力学第一定律热力学第一定律,也被称为能量守恒定律,指出能量既不能创造也不能销毁,只能从一种形式转化为另一种形式,系统内能的变化等于系统所吸收的热量与所做的功的代数和。
7. 热力学第二定律热力学第二定律是指自然界中存在一种基本规律,即热量无法从热量低的物体自发地传递到热量高的物体,而是自发地从高温物体传递到低温物体。
热力学知识点总结
热力学知识点总结一、热力学基本概念1. 系统和环境在热力学中,将研究的对象称为系统,系统的边界与外界相隔,系统内部可以发生物质的交换和能量的转化。
与系统相对应的是环境,它包括了系统外部的一切与系统有关的物体和能量。
2. 状态函数状态函数是描述系统状态的函数,它的值只与系统的初末状态有关,而与系统的历程无关。
常见的状态函数有热力学势函数、温度、压强、内能、焓等。
3. 热力学过程系统经历的状态变化称为热力学过程,根据系统对外界的能量交换形式,热力学过程可以分为等容过程、等压过程、等温过程、绝热过程等。
4. 热平衡与机械平衡当系统与外界不存在能量和物质的交换时,系统与外界达到热平衡;当系统与外界不存在能量的交换时,系统与外界达到机械平衡。
5. 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的表述,它表明一个系统的内能变化等于系统所吸收的热量与对外做功的代数和。
6. 热力学第二定律热力学第二定律是热力学的一个重要定律,它包括卡诺定律、热力学温标等内容。
热力学第二定律表明自然界的热力学过程是具有一定方向性,永远不可能自发地从低熵状态转变到高熵状态。
7. 热力学第三定律热力学第三定律是阐述了当系统的温度趋近绝对温度零度时,系统的熵趋近于一个有限值的定律,也被称为凝固定律。
二、热力学定律1. 卡诺定律卡诺定律是热力学中的一个重要定律,它规定了热机的最大功率和最大效率。
卡诺定律为研究热机的效率提供了理论基础。
2. 克劳修斯不等式克劳修斯不等式是热力学中的一个重要不等式,它表明热量永远不能完全从低温物体传递到高温物体,且不可能使一个孤立系统中的能量完全转化为功。
3. 热力学温标热力学温标是热力学中的一个重要概念,它是以气体温度的等温过程作为标准的温标。
热力学温标的零点称为绝对零度,对应于绝对热量为零的状态。
4. 熵增加原理熵增加原理是热力学中的一个基本定律,它表明一个孤立系统的熵永远不会减少,在任何自然过程中,系统的总熵都会增加。
工程热力学知识点总结
工程热力学知识点总结一、基本概念1. 热力学系统热力学系统是指研究对象的范围,可以是一个物体、一个系统或者多个系统的组合。
根据系统与外界的物质交换和能量交换情况,将系统分为封闭系统、开放系统和孤立系统。
2. 热力学状态热力学状态是指系统的一种特定状态,由系统的几个宏观性质确定。
常用的状态参数有温度、压力、体积和能量等。
3. 热力学过程热力学过程是系统在一定条件下的状态变化。
常见的热力学过程有等温过程、绝热过程、等压过程和等容过程等。
4. 热力学平衡系统的平衡是指系统内各部分之间不存在宏观的能量或物质的不均匀性。
在平衡状态下,系统内各部分之间的宏观性质是不发生变化的。
5. 热力学势函数热力学势函数是描述系统平衡状态的函数,常见的有内能、焓、自由能和吉布斯自由能等。
二、热力学定律1. 热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律的热力学表述。
它可以表述为:系统的内能变化等于系统对外界所做的功与系统吸收的热的代数之和。
2. 热力学第二定律热力学第二定律是热力学中一个非常重要的定律,它对能量转化的方向和效率进行了限制。
根据热力学第二定律,系统内部永远不会自发地将热量从低温物体传递到高温物体,这就是热机不能做功的原因。
3. 卡诺定理卡诺定理是热力学第二定律的一种推论,它指出在两个恒温热源之间进行热机循环时,效率最高的情况是卡诺循环。
4. 热力学第三定律热力学第三定律规定了在温度接近绝对零度时热容为零,即系统的熵在绝对零度时为常数。
三、热力学循环1. 卡诺循环卡诺循环是一种理想的热机循环,它采用绝热和等温两个可逆过程。
卡诺循环的效率是所有热机循环中最高的。
2. 斯特林循环斯特林循环是一种理想的外燃循环,它采用绝热和等温两个可逆过程。
斯特林循环比卡诺循环的效率低一些,但是实际上,在制冷机中应用得比较广泛。
3. 布雷顿循环布雷顿循环是一种理想的内燃循环,它采用等容和等压两个可逆过程。
布雷顿循环是内燃机的工作循环,应用比较广泛。
热力学中的基本概念及应用
热力学中的基本概念及应用热力学是一门物理学科,研究的是热量和功的传递关系,以及微观粒子对宏观物质性质和状态的影响。
在热力学当中,有一些基本概念和定理,这些概念和定理非常重要,是我们理解和应用热力学知识的基础。
一、热力学基本概念1. 系统系统是指我们研究的物体或物质,它可以是一个独立的物体,也可以是多个物体共同组成的系统。
在研究热力学问题的时候,我们需要把系统和外界分开考虑,从而确定系统的性质和状态。
2. 热量热量是指物体内部的热运动的能量,通常用Q表示。
当两个物体的温度不同的时候,它们之间会发生热传递,也就是热流动,这时就会有热量在两个物体之间转移。
3. 温度温度是衡量物体热度高低的物理量,通常用T表示。
温度越高,物体的分子运动越剧烈,能量就越大。
温度的单位是“开尔文(K)”,也可以用摄氏度(℃)表示。
4. 压力压力是指单位面积下物体所受的压力,通常用p表示。
压力越大,物体就越容易被压缩。
5. 热力学定律热力学中有三个基本定律,它们分别是:热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律。
这些定律是热力学的基本法则,它们被广泛应用于各种领域。
二、热力学应用热力学不仅是一门理论学科,还应用于很多实际问题当中。
下面我们来看看一些热力学应用的例子。
1. 冷却器冷却器是一种将热量转移出去的设备,它通常用于发动机、电子设备等地方。
在冷却器中,通过流过散热片的冷却液,将发动机产生的热量转移到空气中,从而保持发动机的工作温度。
2. 发电厂发电厂是一种将热能转化为电能的设备。
在发电厂中,首先需要产生热量,这个热量可以来自于燃烧煤、燃气或核聚变反应。
然后,这个热量会使得水变成蒸汽,推动涡轮旋转,最终产生电能。
3. 空调空调是一种将室内热量转移到外界的设备,通过空调可以使得室内温度保持在舒适的范围内。
在空调中,通过制冷剂的循环来吸收室内的热量,然后将这个热量传递到室外,从而达到降温的目的。
总结热力学是一门非常重要的物理学科,它帮助我们理解了物体的热运动和温度变化,也启示我们将热能转化为其他形式的能量。
热力学基础知识
热力学基础知识热力学是物理学的一个分支,研究热现象和热能转化的规律。
在我们生活中,也可以看到许多与热力学有关的现象,比如汽车引擎的工作、空调的制冷、发热体的加热等等。
在接下来的文章中,我们将深入了解一些热力学的基本概念和原理。
一、热力学的基本概念1. 温度和热量温度是描述物体热度的物理量,单位是摄氏度(℃)、开尔文(K)、华氏度(℉)等。
热量是指热能的转移量,单位是焦耳(J)、卡路里(cal)等。
两者的联系可以用下面的公式表示:Q=m×c×ΔT其中,Q表示热量,m表示物体质量,c表示物体的热容量,ΔT表示物体温度变化量。
此外,还有一个重要的物理量叫做热力学摩尔容量,指的是单位量物质在温度变化1K时所吸收的热量,单位是焦/摩尔-开尔文(J/mol-K)。
2. 热力学第一定律热力学第一定律也叫做能量守恒定律,指的是能量不能被创造或毁灭,只能从一种形式转化为另一种形式,并且总能量守恒。
从热观点来看,热量也是一种能量,因此热能也具有守恒性质。
3. 热力学第二定律热力学第二定律是一个非常重要的定律,它规定了热能转化的方向性,即热量只能从高温物体流向低温物体,不可能反向。
这个定律也成为热力学的增熵定律,指的是一个孤立系统的熵(混乱度)只可能增加,而不可能减小。
二、热力学的应用1. 热力学循环热力学循环是指通过对气体或液体的加热或冷却来产生机械功或者热量,再将剩余的热量排放到外界,从而实现能量转化的过程。
熟悉汽车工作原理的人应该都知道,汽车引擎就是一种热力学循环系统,通过燃烧汽油来加热气体,从而产生机械功驱动车轮,同时排放废气。
2. 热力学平衡当物体的温度相同时,此时物体达到了热力学平衡,它们之间的热量不再交换。
但是,这并不意味着温度相同的两个物体一定热力学平衡。
比如,在室内放着一瓶冰水和一只热汤的碗,虽然它们的温度都是20℃,但是它们内部的热量分布不同,因此不能说它们处于热力学平衡状态。
热力学基本概念梳理
热力学基本概念梳理热力学是研究热现象中物质系统在平衡时的性质和建立能量的平衡关系,以及状态发生变化时系统与外界相互作用(包括能量传递和转换)的学科。
下面让我们一起来梳理一下热力学中的一些基本概念。
一、系统与环境在热力学中,我们首先要明确系统和环境的概念。
系统是我们所研究的对象,它可以是一个容器中的气体、一杯液体,或者是一个化学反应体系等。
而环境则是系统之外的一切。
根据系统与环境之间物质和能量的交换情况,系统可以分为三类:1、孤立系统:与环境既没有物质交换,也没有能量交换。
2、封闭系统:与环境没有物质交换,但可以有能量交换。
3、敞开系统:与环境既有物质交换,又有能量交换。
例如,一个绝热的密闭容器中的气体就是一个孤立系统;一个有可移动活塞但绝热的容器中的气体是封闭系统,因为它可以通过活塞与外界交换能量,但不能交换物质;而一个开口容器中的液体则是敞开系统,它既可以与外界交换物质,也可以交换能量。
二、状态函数状态函数是用来描述系统状态的物理量,其值只取决于系统的当前状态,而与系统的变化路径无关。
常见的状态函数有温度、压力、体积、内能等。
以温度为例,无论系统是通过何种方式达到某一温度,只要最终温度相同,其状态就是相同的。
状态函数的特点使得我们在研究热力学过程时,可以方便地通过比较初末状态的状态函数值来分析系统的变化。
三、热力学第一定律热力学第一定律,也称为能量守恒定律,它指出能量可以在不同形式之间转换,但总量保持不变。
对于一个封闭系统,其能量的变化等于系统从环境吸收的热量与环境对系统所做的功之和。
用公式表示为:ΔU = Q + W ,其中ΔU 表示系统内能的变化,Q 表示系统吸收的热量,W 表示环境对系统所做的功。
如果系统对外做功,W 为负值;系统从环境吸热,Q 为正值。
例如,在一个热机中,燃料燃烧产生的热量一部分用于对外做功,一部分使系统的内能增加。
四、热与功热和功是系统与环境之间能量交换的两种方式。
热是由于温度差而引起的能量传递,是一种无序的能量传递方式。
热力学知识点
热力学知识点热力学是研究热量和能量转化的物理学科,涉及到能量在热力学系统中的转移和转化过程。
在热力学中,有一些重要的知识点需要我们了解和掌握,下面将逐一介绍这些知识点。
一、热力学基本概念热力学是研究热现象和动力学相互关系的物理学科。
研究的范围包括热平衡、热力学第一定律、热力学第二定律等内容。
1. 热平衡:热平衡是指在热力学系统中,系统内各部分之间没有热传递的过程。
在热平衡状态下,系统内各部分的温度是相等的。
2. 热力学第一定律:热力学第一定律是指能量守恒定律,即能量不会自行消失,也不会自行产生,只能在各种形式之间相互转换。
3. 热力学第二定律:热力学第二定律是指热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体,而只有从高温物体传递到低温物体。
二、热力学参数在热力学中,有一些重要的参数需要我们了解,这些参数可以帮助我们描述和分析热力学系统的性质。
1. 温度:温度是物体内部微观粒子热运动的程度,是衡量物体热量高低的物理量。
2. 热量:热量是物体内部由于温度差异而传递的能量,是物体的一种能量形式。
3. 内能:内能是热力学系统内部分子和原子的热运动能量,是系统的一个基本性质。
4. 熵:熵是描述系统无序程度的物理量,是系统能量分布的一种统计性质。
三、热力学循环热力学循环是指在热力学系统中,系统经过一系列的过程后,最终回到初始状态的过程。
常见的热力学循环包括卡诺循环、布雷顿循环等。
1. 卡诺循环:卡诺循环是一个理想的热力学循环过程,由等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩四个过程组成。
2. 布雷顿循环:布雷顿循环是一种内燃机循环过程,应用于内燃机和蒸汽轮机等发动机中。
四、热力学方程热力学方程是描述热力学系统中热量和能量转化关系的数学表达式,包括理想气体方程、卡诺循环效率等。
1. 理想气体方程:理想气体方程描述了理想气体状态下温度、压力和体积之间的关系,即PV=nRT。
2. 卡诺循环效率:卡诺循环效率是指卡诺循环中高温热源和低温热源之间能量转化的效率,其最大效率与工作物质的性质有关。
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§4-1 热力学的基本概念
本节介绍一些基本概念——热力学系统 平衡态 准静态过程。
一、热力学系统(Thermodynamic System )(系统)
1.热力学系统
在热力学中,把所要研究的对象,即由大量微观粒子组成的物体或物体系称为热力学系统。
在下一节中,将对热力学系统进行详细的讨论。
外界环境(环境):系统以外的物质
1)概念:在热力学中,把要研究的宏观物体叫作热力学系统,简称系统,也称为工作物质。
热力学系统是由大量分子组成的,可以是固体、液体和气体等。
本章主要研究理想气体。
与热力学系统相互作用的环境称为外界。
2)热力学系统的分类:根据系统与外界是否有作功和热量的交换,系统可分为:
一般系统:有功、有热交换
透热系统:无功、有热交换
绝热系统:有功、无热交换
封闭系统:无功、无热交换(又称为孤立系统)
对于平衡态的系统,可以用压强、温度、体积来描述系统的状态。
根据系统与外界是否有物质和能量交换,系统可分为:
孤立系统:无能量、无质量交换 ——isolated system
封闭系统:有能量、无质量交换 ——closed system
开放系统:有能量、有质量交换 ——Open system
绝热系统:无能量交换 ——adiabatic system
二、平衡态
1.气体的物态参量
对于由大量分子组成的一定量的气体,其宏观状态可以用体积V 、压强P 和温度T 来描述。
描述系统状态变化的物理量称为气体的物态参量。
有体积(V) 、压强(p)、温度(T)
1)气体的体积(V olumn )V —— 几何参量
气体的体积V 是指气体分子无规则热运动所能到达的空间。
对于密闭容器中的气体,容器的体积就是气体的体积。
单位:m 3
注意:气体的体积和气体分子本身的体积的总和是不同的概念。
2)压强(Pressure )P ——力学参量
压强P 是大量分子与容器壁相碰撞而产生的,它等于容器壁上单位面积所受到的正压力。
定义式为
S
F P 单位:(1)SI 制帕斯卡 Pa 1Pa=1N ·m -2
(2)cm ·Hg 表示高度为1cm 的水银柱在单位底面上的正压力。
1mm ·Hg=1Toor (托)
(3)标准大气压 1atm=76ch ·Hg=1.013×105Pa
工程大气压 9.80665×104Pa
3)温度(Temperature )T ——热力学参量
温度的概念是比较复杂的,它的本质与物质分子的热运动有密切的关系。
温度的高低反映分子热运动激烈程度。
在宏观上,我们可以用温度来表示物体的冷热程度,并规定较热的物体有较高的温度。
对一般系统来说,温度是表征系统状态的一个宏观物理量。
温度的数值表示方法叫作温标(Thermometer Scale ),常用的有
(1)热力学温标(Absolute Scale )T ,SI 制单位:K(Kelvin)
(2)摄氏温标(Celsius Scale )t 单位:0C
00C ——水的三相点温度(the Triple point )
1000C ——水的沸腾点温度
(3)华氏温标(Fahrenheit Scale )F 单位0F
320C ——水的三相点温度
2120C ——水的沸腾点温度
关系: T=273.15+t
325
9+=t F 温度是热学中特有的物理量,它决定一系统是否与其他系统处于热平衡。
处于热平衡的各系统温度相同。
温度是状态的函数,在实质上反映了组成系统大量微观粒子无规则运动的激烈程度。
实验表明,将几个达到热平衡状态的系统分开之后,并不会改变每个系统的热平衡状态。
这说明,热接触只是为热平衡的建立创造条件,每个系统热平衡时的温度仅决定于系统内部大量微观粒子无规运动的状态。
4)说明:
气体的P 、V 、T 是描述大量分子热运动集体特征的物理量,是宏观量,而气体分子的质量、速度等是描述个别分子运动的物理量,是微观量。
气体动理论就是根据假设的分子的模型,用统计的方法研究气体宏观现象的微观本质,建立起宏观量和微观量平均值之间的关系。
2.平衡态(Equilibrium State ) 把一定质量的气体装在一给定体积的容器中,经过一段时间以后,容器中各部分气体的压强P 相等、温度T 相同,单位体积中的分子数也
相同。
此时气体的三个物态参量都具有确定的值。
如果容器中的气体与外界之间没有能量和物质的传递,气体分子的能量也没有转化为其它形
式的能量,气体的组成及其质量均不随时间变化,则气体的物态参量将
不随时间而变化,这样的状态——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。
反之,不同部分中,任何一个状态参量
也就是说,经过一段较长的时间后,
(1)容器中各部分气体的压强p 相等、温度T 相同。
气体
的物态参量都具有确定的值。
(2)容器中的气体与外界之间没有能量和物质的传递。
(3)气体的能量也没有转化为其他形式的能量,气体的组
成及其质量均不随时间而变化。
平衡态:气体的状态参量(p 、V 、T )不随时间变化的状态。
说明:
1)平衡态是一个理想状态;
2)系统处于平衡态时,系统的宏观性质不变,但分子无规则运动并没有停止。
所以平衡态是一种动态平衡;
3)对于平衡态,可以用PV 图上的一个点来表示。
注意
:只有近似的平衡态,没有理想的平衡态;但以后研究的气体状态,若无特别声明,都
指平衡态。
三、准静态过程
1.热力学过程
1)概念:热力学系统的状态随时间变化的过程叫作热力学过
程。
例:推进活塞压缩汽缸内的气体时,气体的体积,密度,
温度或压强都将变化,在过程中的任意时刻,气体各部分的密
度,压强,温度都不完全相同。
2)分类:
(1)按系统状态的变化与外界有无关系
自发过程——不借助外界的帮助,自动进行的过程
非自发过程——在外界的帮助下进行的过程
(2)按系统状态的进行的特征
等体过程——体积不变
等压过程——压强不变
等温过程——温度不变
绝热过程——与外界无热量交换
(3)按系统变化的中间的状态是否平衡态
准静态过程——中间过程也是平衡态:quasi_static Process
非准静态过程——中间过程不是平衡态:NonEquilibrium state
●非静态过程——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,这种过程为非静态过程。
作为中间态的非平衡态通常不能用状态参量来描述。
●准静态过程——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
为准静态过程。
系统在始末两平衡态之间所经历的中间状态为近似平衡态的热力学过程。
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。
(可见为理想模型)
显然作为准静态过程中间状态的平衡态,具有确定的状态参量值,对于简单系统可用P—V图上的一点来表示这个平衡态。
系统的准静态变化过程可用p-V图上的一条曲线表示,称之为过程曲线。
不难看出,准静态过程是我们为了研究问题的方便而引进的一种理想的极限,像前面我们所学习的理想气体、质点等等一样。
但作为热力学的基础,我们要首先着重讨论它。
而准静态过程作为一种理想化的过程,是实际过程无限缓慢进行极限情
形。
当一个过程进行的时间比驰豫时间大得多时,可认为是准静态过程。
例
如,推进活塞压缩气缸中的气体,驰豫时间为秒10-3秒。
如果压缩一次所用
的时间为1秒,则可以认为是准静态过程。
气缸内的气体与外界的压强相等。
另外还要注意的是没有摩擦阻力的理想条件。
说明:
●准静态过程是理想化的过程;是实际过程的理想化、抽象化。
●准静态过程可以用V
P-图上的一条曲线来表示。
●若无特别声明,以后讨论的过程都是准静态过程。
设系统开始时处于平衡态。
经过一系列变化后到达另一平衡态。
如果在F作用下,活塞缓慢移动,可近似认为是准静态过程;
如果活塞快速移动,是非静态过程。