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热力学全套课件pptx2024新版
物体通过电磁波的形式向外发射能量,同时吸收 其他物体发射的电磁波的现象。
辐射传热定律
基尔霍夫定律、普朗克定律、斯特藩-玻尔兹曼定 律等,描述了辐射传热的基本规律和特性。
辐射传热的应用
在太阳能利用、红外测温、激光技术等领域广泛 应用。
综合传热问题解决方法探讨
综合传热问题
涉及热传导、对流和辐射传热的复杂问题,需要考虑多种 传热机制的相互作用和影响。
03
开放系统
与外界既有能量交换,又有物 质交换的系统。
状态参量与平衡态
01
状态参量
描述系统状态的物理量,如体 积、压强、温度等。
系统在没有外界影响的条件下, 各部分的宏观性质不随时间变化
的状态。
02
平衡态
热力学第零定律与温度概念
热力学第零定律
如果两个系统与第三个系统各自 处于热平衡,则它们之间也必定 处于热平衡。
热力学全套课件pptx
目录
• 热力学基本概念与定律 • 热力学过程与循环 • 热力学第二定律与熵增原理 • 理想气体性质与应用 • 相变与化学反应热力学 • 热传导、对流和辐射传热机制剖析
01
热力学基本概念与定律
热力学系统及其分类
01
孤立系统
与外界没有物质和能量交换的 系统。
02
封闭系统
与外界只有能量交换,没有物 质交换的系统。
范德华方程的适用范围
适用于中低压、中低温条件下的真实气体行为描述。在高压或低温条件下,需要考虑更复 杂的分子间相互作用和量子效应。
05
相变与化学反应热力学
相平衡条件及相变潜热计算
相平衡条件
在相变过程中,物质各相之间达到平衡 状态的条件。包括温度、热计算
辐射传热定律
基尔霍夫定律、普朗克定律、斯特藩-玻尔兹曼定 律等,描述了辐射传热的基本规律和特性。
辐射传热的应用
在太阳能利用、红外测温、激光技术等领域广泛 应用。
综合传热问题解决方法探讨
综合传热问题
涉及热传导、对流和辐射传热的复杂问题,需要考虑多种 传热机制的相互作用和影响。
03
开放系统
与外界既有能量交换,又有物 质交换的系统。
状态参量与平衡态
01
状态参量
描述系统状态的物理量,如体 积、压强、温度等。
系统在没有外界影响的条件下, 各部分的宏观性质不随时间变化
的状态。
02
平衡态
热力学第零定律与温度概念
热力学第零定律
如果两个系统与第三个系统各自 处于热平衡,则它们之间也必定 处于热平衡。
热力学全套课件pptx
目录
• 热力学基本概念与定律 • 热力学过程与循环 • 热力学第二定律与熵增原理 • 理想气体性质与应用 • 相变与化学反应热力学 • 热传导、对流和辐射传热机制剖析
01
热力学基本概念与定律
热力学系统及其分类
01
孤立系统
与外界没有物质和能量交换的 系统。
02
封闭系统
与外界只有能量交换,没有物 质交换的系统。
范德华方程的适用范围
适用于中低压、中低温条件下的真实气体行为描述。在高压或低温条件下,需要考虑更复 杂的分子间相互作用和量子效应。
05
相变与化学反应热力学
相平衡条件及相变潜热计算
相平衡条件
在相变过程中,物质各相之间达到平衡 状态的条件。包括温度、热计算
大学物理热学ppt课件
一级相变与二级相变的区别
热力学函数变化特点、相变潜热的计算
临界点及超临界现象
临界点的定义及性质、超临界流体的特点及应用
05 热辐射与黑体辐 射理论
热辐射基本概念及性质
热辐射定义
01
物体由于具有温度而辐射电磁波的现象。
热辐射特点
02
不依赖介质传播,具有连续光谱,温度越高辐射越强。
热辐射与光辐射的区别
气体输运现象及粘滞性、热传导等性质
粘滞性
气体在流动时,由于分子间的动量交换,会 产生阻碍流动的粘滞力。气体的粘滞性与温 度、压强有关。
热传导
气体中热从高温部分传向低温部分的现象 称为热传导。热传导是由于分子间的碰撞传 递能量实现的。气体的热传导系数与温度、
压强有关。
04 固体、液体与相 变现象
大学物理热学ppt课件
目录
• 热学基本概念与定律 • 热力学过程与循环 • 气体动理论与分子运动论 • 固体、液体与相变现象 • 热辐射与黑体辐射理论 • 热学在生活和科技中应用
01 热学基本概念与 定律
温度与热量
温度
表示物体冷热程度的物理量, 是分子热运动平均动能的标志。
热量
在热传递过程中所传递内能的 多少。
绝热过程
系统与外界没有热交换的热力学过程。 在绝热过程中,系统的温度变化完全 由做功引起。例如,绝热膨胀和绝热 压缩是常见的绝热过程。
多方过程与准静态过程
多方过程
系统状态变化时,其压强和体积同时发生变化的过程。多方过程的特征在于压强和体积的乘积(PV)的n次方保 持恒定,其中n为多方指数。多方过程包括等温过程、等压过程和等容过程等特例。
最概然速率
在麦克斯韦速率分布曲线中,有一个峰值对应的速率称为最概然速率,表示在该速率附 近分子数最多。
热力学函数变化特点、相变潜热的计算
临界点及超临界现象
临界点的定义及性质、超临界流体的特点及应用
05 热辐射与黑体辐 射理论
热辐射基本概念及性质
热辐射定义
01
物体由于具有温度而辐射电磁波的现象。
热辐射特点
02
不依赖介质传播,具有连续光谱,温度越高辐射越强。
热辐射与光辐射的区别
气体输运现象及粘滞性、热传导等性质
粘滞性
气体在流动时,由于分子间的动量交换,会 产生阻碍流动的粘滞力。气体的粘滞性与温 度、压强有关。
热传导
气体中热从高温部分传向低温部分的现象 称为热传导。热传导是由于分子间的碰撞传 递能量实现的。气体的热传导系数与温度、
压强有关。
04 固体、液体与相 变现象
大学物理热学ppt课件
目录
• 热学基本概念与定律 • 热力学过程与循环 • 气体动理论与分子运动论 • 固体、液体与相变现象 • 热辐射与黑体辐射理论 • 热学在生活和科技中应用
01 热学基本概念与 定律
温度与热量
温度
表示物体冷热程度的物理量, 是分子热运动平均动能的标志。
热量
在热传递过程中所传递内能的 多少。
绝热过程
系统与外界没有热交换的热力学过程。 在绝热过程中,系统的温度变化完全 由做功引起。例如,绝热膨胀和绝热 压缩是常见的绝热过程。
多方过程与准静态过程
多方过程
系统状态变化时,其压强和体积同时发生变化的过程。多方过程的特征在于压强和体积的乘积(PV)的n次方保 持恒定,其中n为多方指数。多方过程包括等温过程、等压过程和等容过程等特例。
最概然速率
在麦克斯韦速率分布曲线中,有一个峰值对应的速率称为最概然速率,表示在该速率附 近分子数最多。
热力学基础超经典ppt课件
M Qp MmoC l p(T2.T1)
三、热力学第一定律对等体、等压和等温过程
的应用
V2
依据:Q=E+ PdV
V1
1、 等体过程:
以及
PV M RT Mm o l
(1)特征: (2)计算:
dV=0 ∴ dA=0
QVEM M mol2i RT
系统从外界吸收的热量全部用来增加气体内能。
.
M QV MmoC l V(T2T1)
.
dQ pdE PdV
C Pd dP Q T d E dPTdC V VR
CPCVR
迈耶公式
说明:
在等压过程中,1mol理想气体,温度升
高1K时,要比其在等体过程中多吸收8.31
J的热量,用于对外作功。
.
CP(2i 1)Ri22R
1.33 多原子
摩尔热容比:
CP CV
i 2 i
1.40 1.67
开尔文
卡诺 .
克劳修斯
R 电源
本章对热力学系统,从能量观点出发, 分析、说明热力学系统热、功转换的关 系和条件。
.
内容
一、热力学第一定律
二、气体摩尔热容
三、绝热过程
四、循环过程 卡诺循环
五、热力学第二定律
六、热力学第二定律统计意义
七、卡诺定理 克劳修斯熵
八、小结
.
一、热力学第一定律
安徽工业大学应用物理系 .
dV0, 系统对外作正功;
dV0, 系统对外作负功; dV0, 系统不作功。
.
A V2 PdV V1
P A
功的大小等于
P~V 图上过程曲
PdV
线P=P(V)下的面 积。
《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
《热力学三定律》课件
随着科学技术的不断发展,人们将不断探索新的热力学理论和定律,以更好地解释和预测 自然现象。
热力学与其他学科的深度融合
未来热力学将与更多学科进行深度融合,形成交叉学科领域,为人类社会的发展提供更多 创新和突破。
提高能源利用效率和安全性
随着能源需求的不断增加,提高能源利用效率和安全性成为热力学的重要发展方向,有助 于实现可持续发展和环境保护的目标。
表述
克氏表述指出,不可能通过有限个绝热过程将热量从低温物体传到高温物体而 不产生其他影响;开氏表述指出,不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来 做功,而不引起其他变化。
熵增原理
熵增原理
在封闭系统中,自发反应总是向着熵 增加的方向进行,即向着无序程度增 加的方向进行。
熵的概念
熵增原理的应用
在热力学第二定律中,熵增原理说明 了热量自发地从高温物体传向低温物 体,而不是自发地从低温物体传向高 温物体。
能源利用
热力学第二定律说明了能源利用 过程中不可避免地会产生热量损 失和废弃物,因此需要采取措施
提高能源利用效率。
04
热力学第三定律
定义与表述
热力学第三定律通常表述为: 绝对零度不可能达到。
另一种表述是:不可能通过有 限步骤将热从低温物体传至高 温物体而不产生其他影响。
还有一种表述是:不可能制造 出能完全吸收热而不产生其他 影响的机器。
热力学第三定律则解释了绝对零度无法达到的原因,即物质的熵永远不 会降为零。
三定律在工程中的应用
在能源利用方面,热力学第一定律指导 我们如何更有效地利用能源,提高能源
的利用率。
在环境保护方面,热力学第二定律指导 我们如何减少污染和废弃物的产生,降
低环境的熵增加。
在制冷技术方面,热力学第三定律指导 我们如何提高制冷效率,降低能耗和环
热力学与其他学科的深度融合
未来热力学将与更多学科进行深度融合,形成交叉学科领域,为人类社会的发展提供更多 创新和突破。
提高能源利用效率和安全性
随着能源需求的不断增加,提高能源利用效率和安全性成为热力学的重要发展方向,有助 于实现可持续发展和环境保护的目标。
表述
克氏表述指出,不可能通过有限个绝热过程将热量从低温物体传到高温物体而 不产生其他影响;开氏表述指出,不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来 做功,而不引起其他变化。
熵增原理
熵增原理
在封闭系统中,自发反应总是向着熵 增加的方向进行,即向着无序程度增 加的方向进行。
熵的概念
熵增原理的应用
在热力学第二定律中,熵增原理说明 了热量自发地从高温物体传向低温物 体,而不是自发地从低温物体传向高 温物体。
能源利用
热力学第二定律说明了能源利用 过程中不可避免地会产生热量损 失和废弃物,因此需要采取措施
提高能源利用效率。
04
热力学第三定律
定义与表述
热力学第三定律通常表述为: 绝对零度不可能达到。
另一种表述是:不可能通过有 限步骤将热从低温物体传至高 温物体而不产生其他影响。
还有一种表述是:不可能制造 出能完全吸收热而不产生其他 影响的机器。
热力学第三定律则解释了绝对零度无法达到的原因,即物质的熵永远不 会降为零。
三定律在工程中的应用
在能源利用方面,热力学第一定律指导 我们如何更有效地利用能源,提高能源
的利用率。
在环境保护方面,热力学第二定律指导 我们如何减少污染和废弃物的产生,降
低环境的熵增加。
在制冷技术方面,热力学第三定律指导 我们如何提高制冷效率,降低能耗和环
《热学》课件
熔化曲线
液化的的方法:降低温度和压缩体积。
液化过程:放热
注意
“白气”并不是气体,空气、水蒸气是看不见 摸不着的,“白气”实际是小水滴,夏天打开 冰糕的包装纸后,空气中温度高的水蒸气遇到 冰糕附近的冷空气放热温度降低液化成的小水 滴,并悬浮在空气中形成“白气”。“白气”、 “白雾”是水蒸气液化而成的。
为0度;将_沸_水_的温度定为100度,之间分成100等份, 每份为1℃。单位:摄氏度(℃) (2)热力学温度(T):以绝对零度(-273℃)为起点的 温度。单位:开,(K) 热力学温度和摄氏温度的关系:T=t+273K 温度计 (1)原理:常用温度计是根据液体的热胀冷缩来制成 的
(2)种类:体温计、实验室用温度计、寒暑表。 使用注意(两点):
华过程要放热。 如:冬天早晨瓦上的霜或下的雪(凝华)
▲注意对比:早晨的雾、露(属于液化)
❖ 1、夏天打开冰箱门时,在冰箱门附近会出现 “白气”,形成“白气”的物态变化过程是 (C )
A、升华 B、汽化 C、液化 D、熔化
2、夏天喝冰镇饮料时,饮料瓶子外壁常出现一层 小水珠,以下现象中涉及的物态变化和它不同的 是( A )
答案: J/(kg·℃),80℃,6.72×105J。
【典例分析】
例5、下列关于温度、内能、热量和做功的说法中,正 确的是( ) A. 物体温度降低,内能一定减少 B. 物体吸收热量,温度一定升高 C. 温度高的物体把温度传给温度低的物体 D. 一个物体温度升高,一定是物体对外做了功
答案:A
有
风
吹同
来样
干湿
得的
更衣
快
服
,
影响蒸发快慢的因素: 一、液体温度的高低 二、液体表面积的大小 三、液体表面上的空气流动快慢
热力学第一定律ppt课件
的两绝热活塞将汽缸分为f、g、h三部分,活塞与汽缸壁间没有摩擦。初
始时弹簧处于原长,三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电
阻丝对f中的气体缓慢加热,停止加热并达到稳定后(
)
A.h中的气体内能增加
B.f与g中的气体温度相等
C.f与h中的气体温度相等
D.f与h中的气体压强相等
6、如图,一竖直放置的汽缸上端开口,汽缸壁内有卡口a和b,a、b间距
1840年在英国皇家学会上宣布了电流通
过导体产生热量的定律,即焦耳定律。
焦耳测量了热与机械功之间的当量关系—
焦耳
—热功当量,为热力学第一定律和能量守
恒定律的建立奠定了实验基础。
焦耳的实验
绝热过程
系统只通过对外界做功或外界对它做功而与外界交换能量,它
不从外界吸热,也不向外界放热,这样的过程叫做绝热过程。
为h,a距缸底的高度为H;活塞只能在a、b间移动,其下方密封有一定质
量的理想气体。已知活塞质量为m,面积为S,厚度可忽略;活塞和汽缸
壁均绝热,不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态,上、下方气
体压强均为p0,温度均为T0。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体,直至活
塞刚好到达b处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做
增加,A 项正确;ab 过程发生等容变化,气体对外界不做功,
C 项错误;一定质量的理想气体内能仅由温度决定,bc 过程发
的功。(重力加速度大小为g)
7、如图所示,一定质量的理想气体由a状态变化到b状态,下列
说法正确的有(
)
A.外界对气体做功
B.气体对外界做功
√
C.气体向外界放热
D.气体从外界吸热
√
BD
始时弹簧处于原长,三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电
阻丝对f中的气体缓慢加热,停止加热并达到稳定后(
)
A.h中的气体内能增加
B.f与g中的气体温度相等
C.f与h中的气体温度相等
D.f与h中的气体压强相等
6、如图,一竖直放置的汽缸上端开口,汽缸壁内有卡口a和b,a、b间距
1840年在英国皇家学会上宣布了电流通
过导体产生热量的定律,即焦耳定律。
焦耳测量了热与机械功之间的当量关系—
焦耳
—热功当量,为热力学第一定律和能量守
恒定律的建立奠定了实验基础。
焦耳的实验
绝热过程
系统只通过对外界做功或外界对它做功而与外界交换能量,它
不从外界吸热,也不向外界放热,这样的过程叫做绝热过程。
为h,a距缸底的高度为H;活塞只能在a、b间移动,其下方密封有一定质
量的理想气体。已知活塞质量为m,面积为S,厚度可忽略;活塞和汽缸
壁均绝热,不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态,上、下方气
体压强均为p0,温度均为T0。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体,直至活
塞刚好到达b处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做
增加,A 项正确;ab 过程发生等容变化,气体对外界不做功,
C 项错误;一定质量的理想气体内能仅由温度决定,bc 过程发
的功。(重力加速度大小为g)
7、如图所示,一定质量的理想气体由a状态变化到b状态,下列
说法正确的有(
)
A.外界对气体做功
B.气体对外界做功
√
C.气体向外界放热
D.气体从外界吸热
√
BD
热力学第一定律 能量守恒定律 课件 (共22张PPT)
规律方法——应用能量守恒定律的思路方法(1)能量守恒的核心是总能量不变,因此在应用能量守恒定律时应首先分清系统中哪些能量在相互转化,是通过哪些力做功实现的,这些能量分别属于哪些物体,然后再寻找合适的守恒方程式.(2)在应用能量守恒定律分析问题时,应明确两点:①哪种形式的能量减少,哪种形式的能量增加.②哪个物体的能量减少,哪个物体的能量增加.
(3)应用①各种形式的能可以转化,但能量在转化过程中总伴有内能的损失.②各种互不相关的物理现象,可以用能量守恒定律联系在一起.
1.概念:不消耗任何能量而能永远对外做功的机器.2.结果:17~18世纪,人们提出了许多永动机设计方案,但都以失败而告终.3.原因:设想能量能够无中生有地创造出来,违背了热力学第一定律.4.启示:人类利用和改造自然时,必须遵循自然规律.
解析:(1)根据热力学第一定律表达式中的符号法则,知Q=2.6×105 J,ΔU=4.2×105 J.由ΔU=W+Q,则W=ΔU-Q=4.2×105 J-2.6×105 J=1.6×105 J.W>0,说明是外界对气体做了功.(2)Q=3.5×105 J,W=-2.3×105 J,则ΔU=Q+W=1.2×105 J,ΔU为正值,说明气体的内能增加1.2×105 J.答案:(1)外界对气体做功 1.6×105 J (2)增加了1.2×105 J
知识点二 能量守恒定律
(3)亥姆霍兹的贡献从理论上把力学中的能量守恒原理推广到热、光、电、磁、化学反应等过程,揭示了它们之间的统一性.4.能量守恒定律(1)内容:能量既不会消失,也不会创生,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而能量的总值保持不变.(2)意义:揭示了自然科学各个分支之间的普遍联系,是自然界内在统一性的第一个有力证据.
3.2 热力学第一定律3.3 能量守恒定律
(3)应用①各种形式的能可以转化,但能量在转化过程中总伴有内能的损失.②各种互不相关的物理现象,可以用能量守恒定律联系在一起.
1.概念:不消耗任何能量而能永远对外做功的机器.2.结果:17~18世纪,人们提出了许多永动机设计方案,但都以失败而告终.3.原因:设想能量能够无中生有地创造出来,违背了热力学第一定律.4.启示:人类利用和改造自然时,必须遵循自然规律.
解析:(1)根据热力学第一定律表达式中的符号法则,知Q=2.6×105 J,ΔU=4.2×105 J.由ΔU=W+Q,则W=ΔU-Q=4.2×105 J-2.6×105 J=1.6×105 J.W>0,说明是外界对气体做了功.(2)Q=3.5×105 J,W=-2.3×105 J,则ΔU=Q+W=1.2×105 J,ΔU为正值,说明气体的内能增加1.2×105 J.答案:(1)外界对气体做功 1.6×105 J (2)增加了1.2×105 J
知识点二 能量守恒定律
(3)亥姆霍兹的贡献从理论上把力学中的能量守恒原理推广到热、光、电、磁、化学反应等过程,揭示了它们之间的统一性.4.能量守恒定律(1)内容:能量既不会消失,也不会创生,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而能量的总值保持不变.(2)意义:揭示了自然科学各个分支之间的普遍联系,是自然界内在统一性的第一个有力证据.
3.2 热力学第一定律3.3 能量守恒定律
大学物理热学完整ppt课件
大学物理热学完整ppt课件
contents
目录
• 热学基本概念与原理 • 气体动理论与统计规律 • 热传导、对流与辐射传热方式 • 相变与相平衡原理及应用 • 热力学循环与制冷技术基础 • 热学实验方法与技巧分享
01
热学基本概念与原理
温度与热量定义
温度
表示物体冷热程度的物理量,是物体 分子热运动的平均动能的标志。
气体分子运动论的假设
01
分子是不断运动的,分子间存在相互作用力,分子间碰撞是弹
性的。
气体分子的热运动
02
描述气体分子的热运动特征,如分子的平均速率、方均根速率
等。
气体分子的速率分布
03
介绍气体分子速率分布函数的物理意义,以及麦克斯韦速率分
布律的内容和应用。
气体分子碰撞与能量交换
气体分子的碰撞
分析气体分子间的碰撞过程,包括弹性碰撞和 非弹性碰撞。
数学表达式
ΔU=Q+W,其中ΔU表示系统内能的增量,Q表示系统吸收 的热量,W表示外界对系统做的功。
热力学第二定律
内容
不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响,或不可能从单一热源 取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响,或不可逆热力过程中熵的微 增量总是大于零。
数学表达式
对于可逆过程,有dS=(dQ/T);对于不可逆过程,有dS>(dQ/T),其中S表示熵 ,T表示热力学温度。
利用统计规律研究气体分子的热 运动特征、速率分布、碰撞频率 等问题。
03
统计规律与热力学 第二定律的关系
探讨统计规律与热力学第二定律 之间的联系和区别,以及它们在 描述自然现象方面的互补性。
03
热传导、对流与辐射传热 方式
contents
目录
• 热学基本概念与原理 • 气体动理论与统计规律 • 热传导、对流与辐射传热方式 • 相变与相平衡原理及应用 • 热力学循环与制冷技术基础 • 热学实验方法与技巧分享
01
热学基本概念与原理
温度与热量定义
温度
表示物体冷热程度的物理量,是物体 分子热运动的平均动能的标志。
气体分子运动论的假设
01
分子是不断运动的,分子间存在相互作用力,分子间碰撞是弹
性的。
气体分子的热运动
02
描述气体分子的热运动特征,如分子的平均速率、方均根速率
等。
气体分子的速率分布
03
介绍气体分子速率分布函数的物理意义,以及麦克斯韦速率分
布律的内容和应用。
气体分子碰撞与能量交换
气体分子的碰撞
分析气体分子间的碰撞过程,包括弹性碰撞和 非弹性碰撞。
数学表达式
ΔU=Q+W,其中ΔU表示系统内能的增量,Q表示系统吸收 的热量,W表示外界对系统做的功。
热力学第二定律
内容
不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响,或不可能从单一热源 取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响,或不可逆热力过程中熵的微 增量总是大于零。
数学表达式
对于可逆过程,有dS=(dQ/T);对于不可逆过程,有dS>(dQ/T),其中S表示熵 ,T表示热力学温度。
利用统计规律研究气体分子的热 运动特征、速率分布、碰撞频率 等问题。
03
统计规律与热力学 第二定律的关系
探讨统计规律与热力学第二定律 之间的联系和区别,以及它们在 描述自然现象方面的互补性。
03
热传导、对流与辐射传热 方式
热力学完整ppt课件
01
02
空调制冷技术原理:利 用制冷剂在蒸发器内蒸 发吸收室内热量,再通 过压缩机将制冷剂压缩 成高温高压气体,经冷 凝器散热后变成低温低 压液体,如此循环实现 制冷。
节能措施探讨
03
04
05
采用高效压缩机和换热 器,提高制冷效率。
优化控制系统,实现精 准控温和智能节能。
采用环保制冷剂,减少 对环境的影响。
THANKS
感谢观看
05
化学热力学基础
化学反应热效应计算
反应热的概念及分类
反应热的计算方法及 实例
热化学方程式的书写 及意义
盖斯定律在化学热力学中应用
盖斯定律的内容及意义 盖斯定律在反应热计算中的应用
盖斯定律在相变热计算中的应用
化学反应方向判断依据
化学反应自发进行的方向判据
焓变与熵变对反应方向的影响
自由能变化与反应方向的关系
热力学完整ppt课件
目 录
• 热力学基本概念与定律 • 热量传递与热平衡 • 气体性质与过程分析 • 相变与相平衡原理 • 化学热力学基础 • 热力学在能源工程领域应用
01
热力学基本概念与定律
热力学系统及其分类
孤立系统
与外界既没有物质交换也没有能量交 换的系统。
开系
与外界既有能量交换又有物质交换的 系统。
04
相变与相平衡原理
相变现象及分类
相变现象
物质从一种相转变为另一种相的过程 ,如固、液、气三相之间的转变。
分类
一级相变和二级相变。一级相变涉及 热量的吸收或释放,体积发生变化; 二级相变无热量交换,体积不变。
相平衡条件与克拉珀龙方程
相平衡条件
在一定温度和压力下,各相之间达到动 态平衡,各相的性质和组成不再发生变 化。
热学ppt课件共215页文档
r1
刚体的自由度数: i t r 3 3 6
2. 分子的自由度 单原子分子 双原子分子 多原子分子
t3
质点 r 0
t3
哑铃 r 2
自由刚体
t3
r3
3. 能量均分定理:
♥ 在温度为T的平衡态下,气体分子每个自
由度的平均动能都相等,而且等于 1 k T
2
一个分子平均平动动能
1 热力学 —— 宏观描述 从实验经验中总结出宏观物体热现象
的规律,从能量观点出发,研究物态变化
过程中热功转换的关系和条件.
特点
(1)具有可靠性; (2)知其然而不知其所以然; (3)应用宏观参量.
2 气体动理论 —— 微观描述 研究大量数目热运动的粒子系统,应用
模型假设和统计方法.
特点 (1)揭示宏观现象的本质;
单原子 分子
双原子 分子
多原子 分子
平动 自由度
3
3 3
转动 自由度
0
2
3
平均平 动动能
3 kT 2
3 kT 2
3 kT 2
平均转 动动能
0
2 kT 2
3 kT 2
平均 总动能
3 kT
2
5 kT 2
6 kT 2
(课后练习)若室内升起炉子后温度从150C 升高到270C ,而室内气压不变,则此 时室内的分子数减少了百分之多少?
解:P1 n1kT1
N1 V1
kT1
P2 n2kT2
N2 V2
kT2
条件:P1 P2 V1 V2
N1 N2 T2 T1
N1
T2
12 4% 300
四、能量的统计规律
1.自由度 i : 决定一物体在空间的位置所
刚体的自由度数: i t r 3 3 6
2. 分子的自由度 单原子分子 双原子分子 多原子分子
t3
质点 r 0
t3
哑铃 r 2
自由刚体
t3
r3
3. 能量均分定理:
♥ 在温度为T的平衡态下,气体分子每个自
由度的平均动能都相等,而且等于 1 k T
2
一个分子平均平动动能
1 热力学 —— 宏观描述 从实验经验中总结出宏观物体热现象
的规律,从能量观点出发,研究物态变化
过程中热功转换的关系和条件.
特点
(1)具有可靠性; (2)知其然而不知其所以然; (3)应用宏观参量.
2 气体动理论 —— 微观描述 研究大量数目热运动的粒子系统,应用
模型假设和统计方法.
特点 (1)揭示宏观现象的本质;
单原子 分子
双原子 分子
多原子 分子
平动 自由度
3
3 3
转动 自由度
0
2
3
平均平 动动能
3 kT 2
3 kT 2
3 kT 2
平均转 动动能
0
2 kT 2
3 kT 2
平均 总动能
3 kT
2
5 kT 2
6 kT 2
(课后练习)若室内升起炉子后温度从150C 升高到270C ,而室内气压不变,则此 时室内的分子数减少了百分之多少?
解:P1 n1kT1
N1 V1
kT1
P2 n2kT2
N2 V2
kT2
条件:P1 P2 V1 V2
N1 N2 T2 T1
N1
T2
12 4% 300
四、能量的统计规律
1.自由度 i : 决定一物体在空间的位置所
(2024年)热学ppt课件共21文档
热电联产技术原理
解释热电联产技术的基本原理,即同时产生热能和电能的过程。
2024/3/26
热电联产系统类型
介绍不同类型的热电联产系统,如燃气轮机热电联产、内燃机热电 联产等。
应用前景
分析热电联产技术的应用前景,如在分布式能源、工业余热利用等 领域的应用潜力。
27
热学实验方法与技
06
巧
2024/3/26
热力学循环与效率
04
计算
2024/3/26
18
卡诺循环原理及效率计算
卡诺循环基本原理
由两个等温过程和两个 绝热过程组成的可逆循 环。
2024/3/26
效率计算公式
η=1-T2/T1,其中T1和 T2分别为高温热源和低 温热源的温度。
应用实例
热机、制冷机等热力学 系统的理想循环。
19
斯特林循环特点及应用
2024/3/26
12
物质热性质与变化
03
规律
2024/3/26
13
物质比热容及其影响因素
1 2
比热容定义
单位质量物质升高或降低1℃所吸收或放出的热 量。
影响因素
物质种类、状态、温度等。
3
比热容与物质结构的关系
物质分子结构和化学键类型对比热容有影响。
2024/3/26
14
相变潜热和汽化潜热概念
稳态法测导热系数、非稳态 法测导热系数
2024/3/26
30
物质热性质测定实验方法
热性质参数
比热容、热导率、热扩散率等
测量方法
量热器法、激光闪射法、热线法 等
数据处理与误差分
析
线性拟合、非线性拟合、误差传 递等
2024/3/26
解释热电联产技术的基本原理,即同时产生热能和电能的过程。
2024/3/26
热电联产系统类型
介绍不同类型的热电联产系统,如燃气轮机热电联产、内燃机热电 联产等。
应用前景
分析热电联产技术的应用前景,如在分布式能源、工业余热利用等 领域的应用潜力。
27
热学实验方法与技
06
巧
2024/3/26
热力学循环与效率
04
计算
2024/3/26
18
卡诺循环原理及效率计算
卡诺循环基本原理
由两个等温过程和两个 绝热过程组成的可逆循 环。
2024/3/26
效率计算公式
η=1-T2/T1,其中T1和 T2分别为高温热源和低 温热源的温度。
应用实例
热机、制冷机等热力学 系统的理想循环。
19
斯特林循环特点及应用
2024/3/26
12
物质热性质与变化
03
规律
2024/3/26
13
物质比热容及其影响因素
1 2
比热容定义
单位质量物质升高或降低1℃所吸收或放出的热 量。
影响因素
物质种类、状态、温度等。
3
比热容与物质结构的关系
物质分子结构和化学键类型对比热容有影响。
2024/3/26
14
相变潜热和汽化潜热概念
稳态法测导热系数、非稳态 法测导热系数
2024/3/26
30
物质热性质测定实验方法
热性质参数
比热容、热导率、热扩散率等
测量方法
量热器法、激光闪射法、热线法 等
数据处理与误差分
析
线性拟合、非线性拟合、误差传 递等
2024/3/26
初中物理《热学》(共51张) PPT课件 图文
B.0℃
C.-40℃
D.略高于-40℃
能力提升:
1.一体温计的示数为38 ℃,如果不甩直接测正常人, 读数为 ;直38接℃去测体温为39.5 ℃的病人,示数 为 。 39.5 ℃
2.两支内径不同、玻璃泡内水银量相等的合格的温 度计同时插入一杯热水中,过一会儿则会看到( ) C
A.内径细的温度计水银柱升得较高,示数较大 B.内径粗的温度计水银柱升得较高,示数较大 C.内径粗的水银柱升得低,两温度计示数相同
热学-----热和能
一、物态变化 二、内能计算
第一部分 物态变化
一、温度和温度计 1、温度的定义:是表示_冷__热__程__度___的物理量。
练习: ⑴ 物体越热,温度越高;温度越高的物体越热( )。
⑵ 0℃的冰比0℃的水冷 ( )×。
⑶ 现在教室内的温度约为_____℃ 。
2、 摄氏温度单位的规定:
3、关于固体的熔化,下列说法中不正确的是( D) A.熔化过程一定要吸热; B.晶体吸热时温度一定达到熔点才开始熔化; C.熔化是凝固相反的过程; D.固体熔化时,温度总保持不变。
4、把一小块正在熔化的冰,投人到一大桶0℃的水中, 则( D)
A.有少量的冰熔化成水; B.冰全部熔化成水; C.有少量水凝固成冰; D.冰和水的质量都保持不变。
5、用质量相等的0℃的冰和0℃的水来冷藏食物,冰___ 的效果好。原因是 冰熔化时要吸。大量的热
6、对某物质加热时间与温度的表格如下:
时间
(min)
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
温度 (℃)
76 77
78
热学课件
n p:单位时间内与单位面积器壁 相碰的分子数 k:因向内的拉力F作用使分子在垂 直器壁方向上的动量减少,
2
pin n p 2k ,
1 pin n 2 , Vm
令 pin
a 2 Vm
a为反映分子间引力作用的修正项,
则1mol的范德瓦尔斯方程为:
a ( p 2 )(Vm b) RT Vm
率都在不断地改变; 任何时刻,在液体或气体内部,沿各个方向运动的分
子都有,而且分子运动的速率有大有小。 3、分子或原子的运动剧烈程度与温度有关 温度越高,分子的无规则运动就越剧烈。 ---故称 无规则运动为热运动
三、分子间的吸引力与排斥力
1、吸引力和排斥力
很多物质的分子引力作用 半径约为分子直径的两倍左 右,超过这一距离,分子间 相互作用力已很少。 排斥力作用半径就是两分子 刚好“接触”时两质心间的距离。 2、分子力与分子热运动
f
分
斥 力 力 力
子
o
r
引
分子力是一种电磁相互作用力,故它是一种保守力,它 应该有势能,称为分子作用力势能。
分子力使分子聚集在一起,形成有序排列,分子热运动破坏 这种排列,二者的作用使物体形成气、液、固三种状态。
§2、理想气体的压强 ( pressure of ideal gases)
一、理想气体的微观模型 1.关于每个分子的力学性质 (1)大小 — 分子线度<<分子间平均距离; (2)分子力 — 除碰撞的瞬间,在分子之间、
1mol的范德瓦尔斯方程:
a ( p 2 )(Vm b) RT Vm
常量a,b可由实验定出,气体不同,a 、 b不同。 V 对 mol 气体,其体积为 Vm, 于是有 mol 气体的范德瓦尔斯方程:
2
pin n p 2k ,
1 pin n 2 , Vm
令 pin
a 2 Vm
a为反映分子间引力作用的修正项,
则1mol的范德瓦尔斯方程为:
a ( p 2 )(Vm b) RT Vm
率都在不断地改变; 任何时刻,在液体或气体内部,沿各个方向运动的分
子都有,而且分子运动的速率有大有小。 3、分子或原子的运动剧烈程度与温度有关 温度越高,分子的无规则运动就越剧烈。 ---故称 无规则运动为热运动
三、分子间的吸引力与排斥力
1、吸引力和排斥力
很多物质的分子引力作用 半径约为分子直径的两倍左 右,超过这一距离,分子间 相互作用力已很少。 排斥力作用半径就是两分子 刚好“接触”时两质心间的距离。 2、分子力与分子热运动
f
分
斥 力 力 力
子
o
r
引
分子力是一种电磁相互作用力,故它是一种保守力,它 应该有势能,称为分子作用力势能。
分子力使分子聚集在一起,形成有序排列,分子热运动破坏 这种排列,二者的作用使物体形成气、液、固三种状态。
§2、理想气体的压强 ( pressure of ideal gases)
一、理想气体的微观模型 1.关于每个分子的力学性质 (1)大小 — 分子线度<<分子间平均距离; (2)分子力 — 除碰撞的瞬间,在分子之间、
1mol的范德瓦尔斯方程:
a ( p 2 )(Vm b) RT Vm
常量a,b可由实验定出,气体不同,a 、 b不同。 V 对 mol 气体,其体积为 Vm, 于是有 mol 气体的范德瓦尔斯方程:
《热力学的发展》课件
05
热力学的应用
热力学的工业应用
热力学在工业中有着广泛的应用,如能源转换、制冷技 术、热泵技术等。
热力学理论在工业设备设计、制造和运行中发挥着重要 作用,如锅炉、汽轮机、压缩机等。
热力学原理被用于优化工业生产过程,提高能源利用效 率和降低能耗。
热力学为工业安全和环境保护提供了理论基础,如防止 热力设备故障、控制污染物排放等。
热力学原理被用于研究生物体内的热量转移和能 量转换过程,如细胞呼吸和光合作用等。
THANKS。
热力学的现代发展
非平衡态热力学
01
非平衡态热力学是研究非平衡态热力学系统的重要理论,主要研究系 统在非平衡态下的性质和行为。
02
非平衡态热力学主要关注系统内部各部分之间的相互作用和能量交换 ,以及系统与外界环境的相互作用。
03
非平衡态热力学的发展对于理解复杂系统的行为和解决实际问题具有 重要的意义。
《热力学的发展》ppt课件
目录
• 热力学的起源 • 热力学的经典理论 • 热力学与统计物理 • 热力学的现代发展 • 热力学的应用
01
热力学的起源
早期的热现象观察
观察火和燃烧
人类很早就开始观察火和燃烧现 象,发现加热可以改变物体的状 态和性质。
热膨胀和冷收缩
观察到物体在加热时会膨胀,在 冷却时会收缩,这表明温度对物 质状态有影响。
02
热力学的经典理论
热力学的四个基本定律
热力学第一定律
热力学第二定律
能量守恒定律,即在一个封闭系统中,能 量不能被创造或消灭,只能从一种形式转 化为另一种形式。
熵增原理,即在一个封闭系统中,自发过 程总是向着熵增加的方向进行,也就是向 着更加混乱无序的方向进行。
热学课件 ppt
5
1.1.2 The development history of thermal physics
In the ancient Greece:(500 B.C.) (1) Pythagoras: The fire is an independent and essential element of the nature (same with “five elements say”) (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. 19 centuries, the kinetic theory of gases: heat is performance that molecule sport. the kinetic theory of gases statistics mechanics ( apply to thermal radiation) quantum, development 6 quantum mechanics at 1926.
16
1.3.2 The zeroth law of thermodynamics
Such as the graph, two thermodynamics system 1,2 be placed in their equilibrium state( X, Y) and( X`, Y`) each at first. 绝热板:adiabatic wall 导热板:conducting wall
1.1.2 The development history of thermal physics
In the ancient Greece:(500 B.C.) (1) Pythagoras: The fire is an independent and essential element of the nature (same with “five elements say”) (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. 19 centuries, the kinetic theory of gases: heat is performance that molecule sport. the kinetic theory of gases statistics mechanics ( apply to thermal radiation) quantum, development 6 quantum mechanics at 1926.
16
1.3.2 The zeroth law of thermodynamics
Such as the graph, two thermodynamics system 1,2 be placed in their equilibrium state( X, Y) and( X`, Y`) each at first. 绝热板:adiabatic wall 导热板:conducting wall
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(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.
4、《Thermal Physics》,C.B.P.Finn, Routledge & Kegan Paul plc, 1986; 5、《physics》, Jones/Childers, McGraw-Hill Companies, Inc, 2001。
2
Chapter 1 Introduction
1.1.1 the object and method that thermal physics investigate Thermal physics is the science that concerning the thermal moving in material and the regulation contact with heat. It learns with mechanics, electromagnetism and the optics be called physical four greatest pillars in classic physics
to birth with cosmos at the same time, he can count 10 molecules every second, so until now after 16 billion years, he just counted only 107 mol molecules (one year= 3107 second).
5
1.1.2 The development history of thermal physics
In the ancient Greece:(500 B.C.)
(1) Pythagoras: The fire is an independent and essential element of the nature (same with “five elements say”)
A
B
12
Anther example: when two object which have different temperature contact with each other, the hot one will become cold, and the cold one will become hot. Till they attain the state that there have same temperature in everywhere. At this time, if no effect from outsider, two bodies will always keep this state, no longer take place any macroscopic variety.
quantum mechanics at 1926.
6
从钻木取火到商周的青铜器 伽利略温度计 16世纪 (明)
7
瓦特早期蒸气机
8
1807年
9
1823年
10
ห้องสมุดไป่ตู้892年
11
1.2 Equilibrium state of thermodynamics system
1.2.1 equilibrium state For instance: suppose an airproof container is divided into two fractions A and B, there is ideal gas in A (the pressure is p0) and vacuum in B ( see graph).
19 centuries, the kinetic theory of gases: heat is performance that molecule sport.
the kinetic theory of gases statistics mechanics
( apply to thermal radiation) quantum, development
Bilingual education:
Thermal physics
热学
instructor:
1
教材及教学参考书: 1、 《热学》,秦允豪,高等教育出版社,2004年 第 二版;
2、 《热学》,李椿 章立源 钱尚武,高等教育出版社, 1979年第一版; 3、《热学》,赵凯华 罗蔚茵,高等教育出版社,1998 第一版;