热力学第一定律第二定律的基本知识部分
热力学第一二定律
热力学第一二定律热力学是物理学的一个分支，研究能量的转化和能量之间的关系。
其中，热力学第一定律和热力学第二定律是热力学的两个基本定律。
本文将详细介绍热力学第一定律和热力学第二定律的概念和应用。
热力学第一定律，又称能量守恒定律，表明能量在物理过程中的转化是守恒的。
简单来说，能量既不能被创造也不能被毁灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
热力学第一定律的数学表达式为：∆U = Q - W其中，∆U代表系统内能量的变化，Q代表从外界传递给系统的热量，W代表系统对外界做的功。
根据热力学第一定律，一个封闭系统的内能变化等于系统所吸收的热量减去系统所做的功。
热力学第一定律的一个重要应用是热机效率的计算。
根据热力学第一定律，热机工作时，吸收的热量用来产生功和增加系统内能。
热机效率定义为输出功与吸收热量的比值，数学表达式为：η = W/Qh其中，η代表热机效率，W代表输出功，Qh代表吸收的热量。
根据热力学第一定律和热机效率的定义，可以计算出热机的效率。
热力学第二定律是指自然界中热量只能从高温物体传递到低温物体的方向性规律。
热能不可能自发地从低温物体传递到高温物体，这是因为熵增加的原因。
熵是一个衡量系统无序程度的物理量，也可以理解为系统的混乱程度。
热力学第二定律可以用多种方式表达，常见的表达方式之一是克劳修斯表达式：ΔS ≥ Q/T其中，ΔS代表系统的熵变，Q代表系统吸收的热量，T代表系统的温度。
根据热力学第二定律，系统的熵在吸收热量的情况下只能增加或者不变，但绝不会减少。
热力学第二定律的应用之一是热力学循环的研究。
热力学循环是指热机、制冷机等设备在工作中所经历的一系列热量和功的转化过程。
根据热力学第二定律，热力学循环的效率不可能达到100%，存在一个理论上的极限值，即卡诺循环效率。
卡诺循环效率由热机工作温度的比值决定，只有在温度无限接近的情况下，热机的效率才能无限接近卡诺循环效率。
总结起来，热力学第一定律和热力学第二定律是热力学的两个基本定律。
热力学第一定律与第二定律
热力学第一定律与第二定律热力学是研究能量与热的转化和传递规律的科学，它是自然科学中重要的分支之一。
在热力学中，第一定律和第二定律是两个基本的定律，它们定义了能量守恒和能量转化的方向，对于理解热力学系统的行为和实际应用具有重要意义。
1. 热力学第一定律热力学第一定律，也称为能量守恒定律，表明能量在系统与环境之间的传递和转化后总量保持不变。
它可以通过下式表达：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表示系统对外界做的功。
根据热力学第一定律，一个封闭系统的能量是守恒的，能量既不能被创造也不能被销毁，只能从一种形式转化为另一种形式。
热力学第一定律还可以用来推导出热机效率的表达式。
在一个热机中，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加上系统内能的变化。
根据这个原理，我们可以得到热机效率的公式：η = 1 - Qc/Qh其中，η表示热机的效率，Qc表示热机向冷源放出的热量，Qh表示热机从热源吸收的热量。
这个公式表明，在一个热机中，不能把吸收的热量完全转化为功，一部分热量必须放出到冷源中，效率小于1。
2. 热力学第二定律热力学第二定律是热力学中最重要的定律之一，它表明热量不能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。
热力学第二定律有多种等效的表述方式，其中最常见的是克劳修斯表述和开尔文表述。
克劳修斯表述中，热量不会自发地从冷热源传递到热热源，即不存在一个热机，它只从一个热源吸热，然后完全转化为功，再把一部分热量放到冷热源上，不对环境产生任何影响。
这相当于说，在一个封闭系统中，不存在一个循环过程，使得系统对外界做的功等于输入的热量。
这个等效表述被称为克劳修斯表述。
开尔文表述中，不可能制造一个只从一个热源吸热，然后完全转化为功的热机，而不对环境产生任何影响。
这相当于说，在一个封闭系统中，不存在一个循环过程，使得系统吸收的热量完全转化为功，不放出热量到冷热源。
高一化学必修一第二章知识点总结
高一化学必修一第二章知识点总结第二章化学反应的热力学一、热力学基础1、热力学定律热力学是研究动力学和热力过程的一门学科，総称为热力学(thermodynamics)，定律是热力学最重要的理论基础，可以概括为：第一定律：能量守恒定律，即能量守恒，能量不会凭空消失，也不会凭空而产生，只能从一种形式转换到另一种形式，总量都是不变的。
第二定律：熵守恒定律，即熵守恒，工作、温度及其它能量的变化只能趋于热量流失的方向，熵值随时间的变化只会增大，不会减小。
二、热化学新计量1、热化学热热化学热定义为随着化学反应发生而产生的热量，或者说，当某一反应进行一次能量变化时，会产生固定数量的热量。
这种能量是反应发生时由吸收或放出的能量的总和，它是反应的量的，不受温度变化的影响。
2、热化学分析热化学分析是利用其来测定反应物和生成物的量，以及酸-碱反应，还原离子反应和加成反应的热量放出量，以此确定反应是否满足II定律。
热化学分析只能在室温下进行，必须先准备偏常气体，即使用实验室仪器将反应物保持在正常状态下。
三、熵变和焓变1、熵变熵变是指物质系统遵熵守恒定律发生的物理量变化所导致的物理热效应，它是指室温下反应发生时，总熵的变化量。
反应发生时，总熵会减小，反应结束时，总熵则会增加。
2、焓变焓变是由热化学热产生的热力学热量，它也可以表示物质系统在改变温度时所能吸收或释放的热量。
焓变是由热化学热产生的热力学热量，它可以表示物质系统在改变温度时所能吸收或释放的热量，它可以用热化学热试剂测定出来，也可以用热力学的方法来测定。
焓的正负也决定了反应体系的热稳定性，负焓变表示反应体系具有热稳定性，正焓变表示反应体系具有热不稳定性。
四、电离平衡电离平衡是气体介质中混合能量的变化，也是电离温度(Ionization Temperature)的概念，它是指气体介质中混合电荷的各种形式的混合能量的动态平衡，温度的变化也会影响电离平衡的状态。
电离平衡的偏移会影响气体分子间的能量交换，从而发生化学反应。
热力学基础知识热力学第一定律和第二定律
热力学基础知识热力学第一定律和第二定律热力学基础知识：热力学第一定律和第二定律热力学是物理学的一个重要分支，研究的是能量转化和能量传递规律。
在热力学中，有两个基本定律，即热力学第一定律和热力学第二定律。
这两个定律是热力学研究的基础，对我们理解自然界中的能量转化过程具有重要意义。
一、热力学第一定律热力学第一定律，也被称为能量守恒定律，是指在一个封闭系统内，能量既不能创造也不能毁灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
它可以用一个简单的公式来表示：△U = Q - W其中，△U表示系统内部能量的变化，Q表示系统所吸收的热量，W表示系统所做的功。
根据热力学第一定律，能量的转化是相互平衡的。
系统吸收的热量等于所做的功加上内部能量的变化，这一平衡关系保证了能量守恒的原理。
它告诉我们，能量不会凭空消失，也不会突然出现，而是在转化过程中得以保存。
二、热力学第二定律热力学第二定律是热力学中的另一个重要定律，它研究的是能量转化的方向和过程中的不可逆性。
热力学第二定律有多种表述方式，其中最常见的是开尔文表述和克劳修斯表述。
1. 开尔文表述开尔文表述是基于热量不会自发地从低温物体转移到高温物体的原理，它给出了一个重要的结论：热量是自然界中不能自发转化为功的能量形式。
这一定律被称为热力学第二定律的开尔文表述。
2. 克劳修斯表述克劳修斯表述是基于热力学中的循环过程和热量无法从一个唯一的热源完全转化为功的原理。
克劳修斯表述给出了一个重要结论：不可能制造出一个热机，使之完全将吸收的热量转化为功，而不产生任何其他效果。
这一定律被称为热力学第二定律的克劳修斯表述。
热力学第二定律告诉我们，能量转化过程中总会产生一定的损失，而且损失不可逆。
这很好地解释了自然界中许多现象，如热量的自发流动、热机效率的限制等。
总结：热力学是研究能量转化和能量传递规律的科学，其中热力学第一定律和第二定律是基本定律。
热力学第一定律表明能量在系统中的转化是相互平衡的，能量守恒不变。
第6、7章_热力学第I、第II定律原理及应用
第6、7章 热力学第I 、第II 定律原理及应用热力学第I 定律就是能量守恒定律：各种形式能量间相互转化或传递，在转化或传递的过程中，总的能量数量是守恒的。
能量的表现方式一是物质自身的蓄能，如内能、动能、位能和焓、自由能等各种热力学能等，它们都是状态函数；二是以系统和环境间传递的方式表现出来，如热和功，它们均与变化所经历的过程有关，是过程函数。
热力学第II 定律揭示了热和功之间的转化规律。
能量不仅有数量多寡，而且有质量(品位)的高低之分。
从做功能力上看，功可以全部转化为热，而热只能部分变为功，热和功是两种不同品位的能量。
运用热力学第I 定律和第II 定律，研究化工过程中的能量变化，对化工过程的能量转化、传递、使用和损失情况进行分析，揭示能量消耗的大小、原因和部位，为改进工艺过程，提高能量的利用率指出方向和方法，这是过程热力学分析的核心内容。
本章学习要求本章要求学生掌握敞开系统的热力学第I 定律(即能量衡算方程)及其工程应用；热力学第II 定律三种定性表述方式和熵衡算方程，弄清一些基本概念，如系统与环境、环境状态、可逆的热功转换装置(即Carnot 循环)、理想功与损失功、有效能与无效能等，学会应用熵衡算方程、理想功与损失功的计算及有效能衡算方法对化工单元过程进行热力学分析，对能量的使用和消耗进行评价。
重点与难点6 热力学第I 定律及其工程应用6.1 封闭系统能量衡算方程系统在过程前后的能量变化E ∆应与系统在该过程中传递的热量Q 与功W 的代数和：21E E E Q W ∆=-=+(5-1)通常规定：系统吸热为正，放热为负；系统对环境作功，得功为负，式(5-1)即是热力学第I 定律的数学表达式。
6.2 敞开系统的热力学第I 定律22Si i i i j j j j i jW 11Q dE m (h gz u )m (h gz u )22dt dt dt ''δδ++-+++-=∑∑ (5-5)式(5-5)即为敞开系统的热力学第I 定律表达式，其中：i i i h U P V =+。
热力学第一定律和第二定律
热力学第一定律和热力学第二定律通过我们对物理及热力学的学习发现了这样的规律：凡是牵涉到热现象的一切过程都有一定的方向性和不可逆性，例如热量总是从高温物体自发地传向低温物体，而从未看到热量自发地从低温物体传向高温物体，例如当我们拥有一杯热水可以通过等待热水向周围空气散热得到一杯凉水，可是当我们需要这杯凉水重新变成热水时，单纯等待散失到周围空气的热量重新回来却不可能。
又如机械能可以通过摩擦无条件地完全地转化为热量，但是热能无法在单一热源下自发地转换为机械能。
这种自然规律虽然有时候不能如我们所愿，但它对我们意义重大。
可以说是人类在地球上赖以生存的基础。
我们却难以设想传热方向未知状态下的混乱。
我们不知道传热的方向，从而会不知道一杯热水放在环境中会变凉还是会继续升温，何时才能变凉，我们把凉水放在炉子上加热却不知道热量是从凉水传向炉子，还是从炉子传向凉水。
我们会得到热水还是更凉的凉水。
从这个意义上说正如交通红绿灯是交通畅通无阻的保证传热方向规律是自然界热领域中的红绿灯。
热不可能自发地不付代价地从低温物体传至高温物体，这就是克劳修斯说的热力学第二定律不可能制造出从单一热源吸热使之全部转化成为功而不留下其他任何变化的热力发动机这就是开尔文说的热力学第二定律总结热力学第二定律的两种说法的自然过程总是使系统趋于平衡能量从高位趋于低位，存在着不平衡的自然界，无时无刻不发生着这种变化——机械运动产生热量高温物体将热量传向低温物体。
高温物体将热量传向低温物体的过程中又可能产生机械运动。
生命过程、化学过程、核反应过程都伴随着热过程的发生，自然界的运动变化中热现象担任着重要的角色。
生活常识告诉我们冬天冷玻璃杯遇开水会破裂，这些都是物质表现出来的各种热湿现象，由于地球不停地运动和变化，经过漫长的地质年代逐渐在地壳内部积累了巨大的能量。
形成了巨大的应力作用，当大地构造应力或热应力使地壳某些脆弱的地带承受不了，时发生错位或断裂以波的形式传到地面就形成了地震研究火山的学者认为；热是各种地质作用的原始驱动力，火山活动是地球内部热的不均匀性的地表，反映海底的地震和火山喷发可能引起海水中形成巨大的海浪并向外传播。
大学物理第三章热力学第一定律第四章热力学第二定律
B C AD
氮气 氦气
35
B C AD
氮气 氦气
解： 取（A+B）两部分的气体为研究系统， 在外界压缩A部分气体、作功为A的过程 中，系统与外界交换的热量 Q 0
Q E ( A) 0
36
B
氮气
C
AD
氦气
系统内能的变化为
E E A E B
5 E B RTB 2
内能：态函数,系统每个状态都对应着一定内能的数值。 功、热量：只有在状态变化过程中才有意义，状态不 变，无功、热可言。
9
五、热力学第一定律
1. 数学表式 ★ 积分形式 ★ 微分形式
Q E A
dQ dE dA
10
2. 热力学第一定律的物理意义 （1）外界对系统所传递的热量 Q , 一部分用于 系统对外作功，一部分使系统内能增加。 （2）热一律是包括热现象在内的能量转换和守恒 定律。
m i E RT M2
m i i m E RT R T末 T初） （ M2 2M
i dE RdT 2
8
注意 ：
10 作功和传热对改变系统的内能效果是一样的。 （要提高一杯水的温度，可加热，也可搅拌）
20 国际单位制中，功、热、内能单位都是焦耳（J）。 （1卡 = 4.18 焦耳) 30 功和热量都是系统内能变化的量度,但功和热本身不 是内能。
绝热线
斜 率
PV C1
dP K 绝热 dV
P V
26
K 绝热 同一点 P0，V0，T0 斜率之比 （ ） K 等温
P0 K绝热 V0 P0 K等温 V0
P
a
等温
结论：绝热线比等温线陡峭
热力学的基本原理
热力学的基本原理
热力学的基本原理是热力学第一定律和第二定律：
1. 热力学第一定律（能量守恒定律）：能量不会被创造或消失，只会在物质之间进行转化或传递。
它表达了能量在系统中的守恒原理，即能量的增加等于输入系统的热量和对外界做功的总和。
数学表达式可以写作ΔU = Q - W，其中ΔU表示系统内能量的变化，Q表示系统获得的热量，W表示系统对外界做的功。
2. 热力学第二定律：热量不会自行从低温物体传递到高温物体，而是反过来从高温物体传递到低温物体。
热力学第二定律主要包括两个重要原理：
- 热力学第二定律的Kelvin-Planck表述：不能从单一热源中完全获取热量并将其全部转化为功而不引起其他效果。
简单来说，不可能制造一个只吸收热量而不产生其他影响的永动机。
- 热力学第二定律的Clausius表述：热量不能自行从低温物体传递到高温物体，而是需要借助外界做功或通过一个温度比它更高的热源。
简单来说，热量只能由高温物体向低温物体传递，不可能自行逆向流动。
这些基本原理为热力学提供了数学工具和理论基础，用于描述和解释能量转化和传递的过程，以及系统内的热力学性质和热力学平衡状态。
(11)热力学第一、第二定律
比如，如图所示的自然
界普遍存在的三个过程： 其相反的过程中能不 能发生，需要满足什么条件 ？这些问题便由热力学第二 定律来予以回答.
v0
T
摩擦过程机械能转化为内能
v0
T0
T
T
T2
Q
T1
热量从高温处向低温处传递
A+B
A+B
A
B
两种气体的扩散混合
基本知识与方法
Ⅰ、热力学第一定律 一、热力学过程 系统的热平衡状态随时间变化时，则称系统经历了一个热力学过程 1、静态过程 1-1、何谓静态过程： 系统在所经历的热力学过程中任何时刻均处于平衡状态. 1-2、特点： 这是一种理想的过程，实际上是不存在的. 2、非静态过程 2-1、何谓非静态过程： 在系统由一个状态变化到另一个状态时，系统所经历的是由一系列的非平衡状态所 构成的过程. 这是在自然界普遍的实际存在的过程. 例如 取掉砝码后
则 广 义 功 可 定 义 为 ： d W Yd X .
2、对气体做功的图像表示（公式“ d W 外 P d V， W 外 P d V ” 的几何意义）
V1
V2
（1）气体膨胀时外界对气体做负功
P P
（2）气体压缩时外界对气体做正功
P
dW外
2
dW外
2
1
1
W 外
P
W外
V2
二、热力学第二定律的实质 1、可逆与不可逆 系统由“状态1”出发，经过“过程1”到达 “状态2”： 如果存在另一“过程2”，它能使系统和 外界均完全复原，则原来的过程为可逆过程； 如果用任何方法都不可能使系统和外界 均完全复原，则原来的过程为不可逆过程.
如理想气体和单一热源接触等温膨胀时（Q吸=－W外），其体积变大就是一
热学中的热力学第一定律与第二定律知识点总结
热学中的热力学第一定律与第二定律知识点总结热学是物理学中的一个重要分支，它研究的是热量的传递与能量的转化规律。
在热学中，热力学是一个核心概念，其中第一定律和第二定律是热力学的基本原理。
本文将对热学中的热力学第一定律和第二定律的知识点进行总结。
一、热力学第一定律热力学第一定律，也称作能量守恒定律，是热学中最基本的定律之一。
它表明在一个封闭系统中，能量的增加等于系统对外界做功与接受热量的总和。
1. 系统能量的变化根据热力学第一定律，系统的能量变化可以表示为：△U = Q - W其中，△U表示系统内能的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外界做的功。
系统内能的变化等于系统吸收的热量减去系统对外界做的功。
2. 热力学过程中的能量转化在热力学过程中，能量可以以热量的形式传递或以功的形式进行转化。
根据热力学第一定律，系统对外界所做的功等于系统由外界吸收的热量减去系统内能的增加。
3. 等温过程和绝热过程等温过程是指系统和外界保持恒温的过程，这时系统内能的增加等于系统吸收的热量。
绝热过程是指系统与外界不进行任何热量的交换，这时系统对外界所做的功等于系统内能的增加。
二、热力学第二定律热力学第二定律是热学中另一个重要的定律，它表明热量自然地从高温物体转移到低温物体，而不会自发地由低温物体转移到高温物体。
1. 热量传递的方向根据热力学第二定律，热量只能由高温物体传递到低温物体，不会自发地由低温物体传递到高温物体。
这是因为热量自然地流动，而自然地流动的方式是从高温到低温。
2. 热力学过程的不可逆性根据热力学第二定律，热力学过程具有一定的不可逆性，即热量不可能完全转化为功而不产生其他形式的能量损失。
这是因为热量传递的过程中会有一定的熵增加，从而导致能量转化的不可逆性。
3. 热力学第二定律的表述热力学第二定律有多种不同的表述方式，其中最常见的是克劳修斯表述和开尔文表述。
克劳修斯表述强调了不可逆性的存在，开尔文表述则强调了热量流动的方向性。
第1章热力学第一定律和第二定律
3.热源
定义：工质从中吸取或向之排出热能的物质系统。
• 高温热源（热源）:高温烟气 低温热源（冷源）:冷却水
• 恒温热源: 稳定工况的烟气 变温热源: 启动时的烟气
4.1热力系统（热力系、系统、体系）, 外界和边界
• 系统--：
人为分割出来，作为热力学 研究对象的有限物质系统。
• 外界-- ：
与体系发生质、能交换的物系。
注意：
1）闭口系与系统内质量不变的区别； 2）开口系与绝热系的关系； 3）孤立系与绝热系的关系；
4.2.1 热力系示例
– 刚性绝热气 缸-活塞系统， B侧设有电 热丝
红线内 ——闭口绝热系
黄线内不包含电热丝 ——闭口系 黄线内包含电热丝 ——闭口绝热系
兰线内 ——孤立系
4.3.1 热力系例
刚性绝热喷管
准静态过程可在状态参数图上用连续实线表示
2. 可逆过程
定义：系统可经原途径返回原来状 态而在外界不留下任何变化 的过程。
可逆过程与准静态过程的关系
1.可逆=准静态+没有耗散效应； 2.一切实际过程不可逆； 3.内部可逆过程； 4.可逆过程可用状态参数图上实线表示 。
3. 多变过程
pv n =常数 多变过程
力学 热科学 振动 机械设 系统与 材料 实 类 类 类 计类 控制类 类 验
4
9
4
12
4
48
▲ 永动机阴魂不散
第一章 热力学第一定律和第二定律
1-1系统和平衡状态
1.热能动力装置
从燃料中获得热能，以及 利用热能得到动力的整套设 备（包括辅助设备），统称 热能动力装置。
分类：
气体动力装置
幻灯片 6 内燃机、燃气轮机动力装置、
热力学第一第二定律复习
热力学第二定律 一、重要概念 卡诺循环，热机效率，热力学第二定律,克劳修斯不等式 熵，规定熵，标准熵，标准摩尔反应熵，亥姆霍兹函数 ，吉布斯函数 二、主要公式与定义式 1. 可逆热机效率：η = -W / Q1 =(Q1+Q2)/ Q1 = 1 - T2 / T1 (T2 , T1 分别为低温，高温热源) 2．卡诺定理：任何循环的热温熵小于或等于0
(3) 对于凝聚相，状态函数通常近似认为只与温度有关， 而与压力或体积无关，即 d U≈d H= n Cp,m d T
(5) 相变过程 可逆相变：在温度T对应的饱和蒸气压下的相变，如水 在常压下的0℃ 结冰或冰溶解，100 ℃ 时的汽化或凝结等 过程。 由温度T1下的相变焓计算另一温度下的相变焓T T2 q q D Hm (T2)= D Hm (T1)+ D C dT
三、ΔS、ΔA、ΔG的计算 1．ΔS的计算(重点) 特例：恒温过程： ΔS = nRln(V2/V1) 恒容过程： ΔS =nCV,mln(T2/T1) 恒压过程： ΔS =nCp,mln(T2/T1) (2) 相变过程：可逆相变 ΔS =Δ H/T ； 非可逆相变 需设计路径计算 (3) 标准摩尔反应熵的计算 Δ rSmθ = ∑ vB Smθ (B，T) 2．Δ G的计算 (1) 平衡相变或反应达到平衡：Δ G=0 (2) 恒温过程：ΔG=Δ H-TΔS (3) 非恒温过程：Δ G=Δ H- ΔT S =Δ H -(T 2S2-T1S1) 注：题目若要计算Δ G，一般是恒温过程；若不是恒温， 题目必然会给出绝对熵。
(1) Δ S(隔离)>0，自发(不可逆)； Δ S(隔离)=0，平衡(可逆)。 （2）恒T、恒p、W ’=0过程(最常用)： dG<0，自发(不可逆)；dG=0，平衡(可逆)。 (3) 恒T、恒V、W ’=0过程： dA<0，自发(不可逆)； dA=0，平衡(可逆)。
热力学基础知识
二、压力 垂直作用在单位面积上的力称为压力，以符号P表示，这就 是物理学上所称的压强.按分子运动论的观点，压力是气体的 大量分子向容器壁面撞击所产生的平均结果。若气体作用在 器壁面积A上的垂直作用力为F，那么该壁上的压力为: P＝F/A 压力通常用各种压力计来测定。这些压力计的测量原理部是 建立在力的平衡的基础上。由于压力计本身处于大气压力Pb 作用下，因此压力计上测得的压力是工质的真实压力和大气 压力Pb的差值，是一个相对压力，称为表压力或工作压力， 用符号Pg表示，而工质的实际压力称绝对压力，用P表示。 P, Pg 和Pb之间的关系是： P＝Pb+Pg
热力学基础识
樟洋电厂 运行部
第一节
热力学定律
一、热力学第零定律 定义：与第三个系统处于热平衡的两个系统，彼此也处于 热平衡。 热力学第零定律是进行体系测量的基本依据。1）、 可以通过使两个体系相接触，并观察这两个体系的性质是 否发生变化而判断这两个体系是否已经达到平衡。2）、 当外界条件不发生变化时，已经达成热平衡状态的体系， 其内部的温度是均匀分布的，并具有确定不变的温度值。 3）、一切互为平衡的体系具有相同的温度，所以，一个 体系的温度可以通过另一个与之平衡的体系的温度来表达； 或者也可以通过第三个体系的温度来表达。
t，c
w0 q2 T2 1 1 q1 q1 T1
即：
q2 q1 T2 T1
对于任意的可逆循环， 如图所示循环1A2B1。假 如用一组可逆绝热线将它分 割成无数个微元循环，当绝 热线间隔极小时，例如绝热 线ad与 bc 间隔极小，ab 段温度差极小，接近于定温 过程，同理cd段也是定温 过程，那么微元循环abcda。 就是由两个可逆绝热过程与 两个可逆定温过程组成的微 小卡诺循环。
热学热力学第一定律与第二定律
热学热力学第一定律与第二定律热学热力学是物理学的一个重要分支，研究热现象和热对物体的影响。
在这个领域中，有两个基本定律被广泛应用和研究，分别是热学热力学的第一定律和第二定律。
一、热学热力学第一定律热学热力学第一定律，也被称为能量守恒定律，指出能量在封闭系统中不会凭空增加或减少，只能从一种形式转化为另一种形式。
它表达了能量的守恒原理。
根据热学热力学第一定律，能量是一个守恒量，可以在系统中的各个组成部分之间进行转化。
具体来说，能量可以以热的形式传递，也可以以功的形式传递。
热学热力学第一定律可以表示为以下公式：∆U = Q - W其中，∆U表示系统内能量的变化，Q表示系统所吸收或放出的热量，W表示系统所做的功。
根据这个公式，我们可以得出以下结论：1. 系统吸收热量时，∆U为正，表示系统内能量增加；2. 系统放出热量时，∆U为负，表示系统内能量减少；3. 系统做功时，∆U为负，表示系统内能量减少；4. 系统受到外部做功时，∆U为正，表示系统内能量增加。
热学热力学第一定律的一个重要应用是热机的研究。
热机是将热能转化为功的设备，根据热学热力学第一定律，热机必须从外部吸收热量，才能产生对外做功的效果。
二、热学热力学第二定律热学热力学第二定律是在热学热力学中另一个重要的定律，也被称为熵增原理。
它指出自然界中，封闭系统总是向着熵增大的方向发展。
熵是一个用来描述系统的无序程度或混乱程度的物理量。
根据热学热力学第二定律，熵在一个孤立系统中总是趋于增加。
这个定律可以用以下公式表示：∆S ≥ 0其中，∆S表示系统熵的变化。
根据这个公式，我们可以得出以下结论：1. 在一个孤立系统中，不可能通过自身的运动实现能量的完全转化，总会有一部分能量以热的形式传递；2. 热量无法自行从低温体传递到高温体；3. 系统中的熵增加，意味着能量往低温体传递，从而使系统内部的有序程度降低。
热学热力学第二定律的一个重要应用是热力学循环的研究。
热力学循环是由一系列的热机和制冷机组成的系统，根据热学热力学第二定律的要求，这个系统始终不能实现百分百的转化效率，总会有一部分能量以热的形式传递到低温体。
大学物理第二章 热力学第一定律要点
2) 恒压过程：变化过程中p(系) = p(环) = 常数，(dp=0)
(ｐ(始) = ｐ(终) = 常数，为等压过程， p = 0 )
3) 恒容过程：过程中系统的体积始终保持不变 4) 绝热过程：系统与环境间无热交换的过程
5) 循环过程：经历一系列变化后又回到始态的过程。 循 环过程前后状态函数变化量均为零 。 6) 可逆过程：系统经历某过程后，能够通过原过程的反 向变化而使系统和环境都回到原来的状态
U＝f (T ,V ) U U dU dV dT V T T V
又 dT = 0, dU = 0, dV 0
U 0 V T
即： 恒温时，U不随V变化
U=f (T) 理想气体单纯 pVT 变化时，U 只是 T 的函数
（液体、固体近似成立）
§2.3 恒容热、恒压热与焓的导出 1. 恒容热（QV）：
对于封闭系统，W =0 时的恒容过程： ∵ dV=0 ，∴W = 0，有：
QV ΔU U2 U1
及 δQV dU
2. 恒压热（Qp）：
对于封闭系统，W = 0 时的恒压过程： W= – pambV= – p(V2 – V1) = – (p2V2 – p1V1)
（H的定义虽然由恒压过程导出，但可用于任何过程的计算）
H： 状态函数， 广度量， 单位 J 理想气体，单纯 pVT 变化，恒温时： ∵ U = 0 ∴ H = U + (pV) = 0 + (pV) = (nRT) = nRT = 0 H = f ( T ) 理想气体单纯 pVT 变化时，H 只是 T 的函数
摩尔热容
相变焓
热力学三大基本定律是什么？一文带你搞懂
热力学三大基本定律是什么？一文带你搞懂虽然从远古时期人类早就学会了取火和用火，人们就注意探究热、冷现象本身。
但是热力学成为一门系统的学科却要到19世纪，在19世纪40年代前后，人们已经形成了这样的观念:自然界的各种现象间都是相互联系和转化的。
人们对热的研究也不再是孤立地进行，而是在热与其他现象发生转化的过程中认识热，特别是在热与机械功的转比中认识热。
热力学在发展过程中形成了三大基本定律，它们构成了热力学的核心。
热力学第一定律：能量守恒定律德国物理学家迈尔从1840年起就开始研究自然界各种现象间的转化和联系。
在他的论文《与有机运动相联的新陈代谢)中，把热看作“力”(能量)的一一种形式，他指出'热是能够转比为运动的力“。
他还根据当时的气体定压和定容比热的资料,计算出热的机械功当量值为367kgm/千k。
在论文中，迈尔详细考察了当时已知的几种自然现象的相互转化，提出了“力“不灭思想，迈尔是最早表述了能量守恒定律也就是热力学第一定律的科学家。
1847年，德国科学家亥姆霍兹发表了著作《论力的守恒》。
他提出一切自然现象都应该用中心力相互作用的质点的运动来解释，这个时候热力学第一定律也就是能量守恒定律已经有了一个模糊的雏形。
1850年，克劳修斯发表了《论热的动力和能由此推出的关于热学本身的定律》的论文。
他认为单一的原理即“在一切由热产生功的情况，有一个和产生功成正比的热量被消耗掉，反之，通过消耗同样数量的功也能产生这样数量的热。
” 加上一个原理即“没有任何力的消耗或其它变化的情况下，就把任意多的热量从一个冷体移到热体，这与热素的行为相矛盾”来论证。
把热看成是一种状态量。
由此克劳修斯最后得出热力学第一定律的解析式：dQ=dU-dW从1854年起，克劳修斯作了大量工作，努力寻找一种为人们容易接受的证明方法来解释这条原理。
经过重重努力，1860年，能量守恒原理也就是热力学第一定律开始被人们普遍承认。
能量守恒原理表述为一个系统的总能量的改变只能等于传入或者传出该系统的能量的多少。
《热力学第一定律》 知识清单
《热力学第一定律》知识清单热力学第一定律是热力学的基础定律之一，它对于理解和研究能量在各种热力过程中的转化和守恒具有极其重要的意义。
接下来，让我们深入了解一下热力学第一定律的相关知识。
一、热力学第一定律的表述热力学第一定律的表述有多种形式，常见的表述为：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会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，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
用数学表达式可以写成：△U ＝ Q ＋ W 。
其中，△U 表示系统内能的变化，Q 表示系统吸收或放出的热量，W 表示系统对外界做功或外界对系统做功。
这个定律强调了能量的守恒性，无论是在热传递过程中，还是在做功过程中，总能量始终保持不变。
二、内能内能是热力学系统内部所有微观粒子的各种形式能量的总和，包括分子的动能、分子间的势能、分子内部的能量等。
内能的大小与物质的种类、质量、温度、体积、状态等因素有关。
一般来说，温度越高，内能越大；质量越大，内能越大。
内能是一个状态函数，只取决于系统的初始和最终状态，而与过程的路径无关。
三、热量热量是由于温度差而在系统与环境之间传递的能量。
热量的传递有三种基本方式：热传导、热对流和热辐射。
热传导是指由于分子热运动引起的热能传递，例如固体中的传热。
热对流是指流体中由于宏观流动而引起的传热，常见于液体和气体。
热辐射是通过电磁波传递能量，不需要介质，可以在真空中进行。
热量的单位是焦耳（J），在实际应用中，常用千卡（kcal）或英热单位（BTU）等。
四、功功是系统与外界之间通过宏观力的作用而传递的能量。
功的种类有很多，例如体积功、表面功等。
体积功是由于系统体积变化而与外界交换的功。
当系统体积膨胀时，系统对外做功；当系统体积被压缩时，外界对系统做功。
功也是一个与过程有关的量，不同的过程，所做的功可能不同。
五、热力学第一定律的应用1、热机热机是将热能转化为机械能的装置，例如蒸汽机、内燃机等。
热力学第一定律与第二定律
热力学第一定律与第二定律热力学是研究能量与能量转化的一门学科，其中热力学第一定律和第二定律是热力学基本定律之一。
本文将介绍热力学第一定律和第二定律的概念、应用以及与其他热力学定律的关系。
热力学第一定律，也被称为能量守恒定律，它规定了能量的转化与守恒关系。
简单来说，热力学第一定律表明能量不会凭空消失或产生，只会从一种形式转化为另一种形式。
当一个物体或系统发生能量转化时，其总能量的变化等于输入的能量减去输出的能量。
该定律通过能量守恒的原理，描述了物体或系统能量转化的过程。
热力学第二定律，也被称为热力学不可逆定律，它规定了热量的自然流动方向。
简单来说，热力学第二定律指出热量只能从高温物体流向低温物体，不会自发地从低温物体流向高温物体。
该定律阐明了自然界中热量不可逆流动的规律，即熵增原理。
其中，熵是描述系统无序程度的物理量，热力学第二定律表明系统的熵在自然过程中总是增加的。
热力学第一定律和第二定律在能量转化和熵增方面有着密切联系。
热力学第一定律通过能量守恒的原则，描述了能量转化的过程；而热力学第二定律则规定了能量转化过程中不可逆流动的方向，即热量的自然流动方向。
两者共同揭示了能量转化过程的基本规律。
除了与基本定律的关系，热力学第一定律和第二定律还与其他热力学概念和定律密切相关。
例如，热力学第一定律与内能、功和热量之间的关系密切。
根据热力学第一定律，系统内能的变化等于对系统进行的功加上系统吸收的热量。
同时，热力学第二定律与热机效率和热泵效率有着紧密的联系。
热力学第二定律表明热机的最大效率受限于工作温度之比，热泵的效率受限于热源与冷源之间的温度差。
总结起来，热力学第一定律和第二定律是热力学中两个重要的基本定律。
热力学第一定律规定了能量转化的守恒关系，热力学第二定律规定了热量的自然流动方向。
两者在能量转化和熵增方面有着密切联系，并与其他热力学概念和定律紧密关联。
通过研究和应用热力学第一定律和第二定律，可以深入理解和掌握能量转化的规律，为能源利用和工程设计提供理论指导和实践依据。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二章热力学第一定律(需要掌握)
一、填空：
1、系统与环境
系统（System）：________________________________________________.
环境（Surroundings）：__________________________________________.
根据系统与环境之间有无物质和能量的交换，可分为三类：________、_______、___________.
2、状态与状态函数
⇨状态：________________________________________.
状态函数（State function）：__________________________。
如______________.非状态函数（途径函数或过程函数）(process function)：______________________,如______、___________.
3、热（heat）：__________________________。
用符号____表示。
✓Q的取号：系统吸热，Q _ 0；系统放热，Q_0 ；
✓单位：能量单位，如kJ、J。
4、功（work）：_________________________________。
用符号____ 表示。
✓W 的取号：
环境对系统做功，系统___功，环境___功，系统能量___，W为___。
系统对环境做功，环境____功，体系___功，系统能量___，W为___。
5、体积功（e W）公式：W=__________________。
6、热功当量定律___________________________________.
焦耳（Joule）等人历经20多年，用各种实验求证____________关系,其关系为
__________________.
7、热力学第一定律文字表述：______________________________________.
数学表达式：_______________________________.
8、恒容热定义:______________________________________，表达式________________________.
9、恒压热定义:______________________________________，表达式________________________.
10、焓定义式：_____________________________________________.
11、热容的定义式：______________________________________________.
12、C p,m与C V,m的一般关系为_________________________________.
13. 恒容变温过程、恒压变温过程W、Q、∆U、∆H的公式：
14、理想气体，热力学能、焓仅仅是_______的函数。
15、理想气体的∆U、∆H的计算公式
16、理想气体的C p,m与C V,m的关系：_______________________.
17、可逆过程______________________________________________.
18、理想气体绝热可逆过程W、Q、∆U、∆H的公式：
(1)理想气体状态变化
等温过程：ΔU=_________ ; ΔH=__________ ; W=－Q=_______________ 等容过程：W=____; Q=ΔU=_________; ΔH=________________________ 等压过程：W=___________; Q=ΔH=_____________; ΔU=__________
可逆绝热过程：Q=____; 利用___________求出T2,
W=ΔU=__________;ΔH=________________
不可逆绝热过程：
Q=_______________; 利用_____________________求出T2,
W=ΔU=______________;ΔH=__________________
2、相变化
可逆相变化：ΔH=Q=_____________；
Ｗ＝_____________=－_______=－________
ΔU=Q+W
20、热化学
物质的标准态；热化学方程式；盖斯定律；标准摩尔生成焓。
摩尔反应热的求算：____________________________
反应热与温度的关系—基尔霍夫定律：
_________________________________________。
第三章热力学第二定律（需要掌握）
1、自发过程的基本特征：___________________________________.
2、热力学第二定律
（1）克劳修斯表述__________________________.
开尔文表述__________________________。
实质：___________________。
(2) 热力学第二定律的数学表达式（克劳修斯不等式）
________________“=”__________；
“＞”___________.
3、熵
1、机械效率：_________________________(公式)
2、熵的定义：______________________.(公式)
3、熵的物理意义：_________________。
4、绝对熵：_________________________.
5、熵变的计算（写公式）
（1）理想气体等温过程：
（2）理想气体等压过程：
（3）理想气体等容过程：
（4）理想气体pTV都改变的过程：
（5）可逆相变化过程：
（6）化学反应过程：
6、定义：A=___________；G=___________
等温变化：ΔA=__________；ΔG=_______________ 7、应用：不做其他功时，_______ ；自发、平衡
_____________；自发、平衡
8、热力学基本关系式
9、ΔA和ΔG的求算
PVT变化
相变化
化学反应
10、克拉配龙方程
11、克-克方程。