热力学第一定律热力学第二定律

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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。

热力学第一定律和第二定律

热力学第一定律和第二定律随着科学技术的不断进步，人们开始逐渐认识到自然界的一些规律，其中热力学定律就是其中之一。

热力学定律是描述物体热力学性质以及能量转化的规律。

热力学定律分为第一定律和第二定律。

本文将分别对这两个定律进行详细的说明。

一、热力学第一定律热力学第一定律，也叫做能量守恒定律。

它指出能量在自然界中不存在创生和消失，只是在不同形式之间相互转化。

即，能量的总量是不变的。

这一定律在热力学中的具体应用就是热量的转化。

通过这一定律，我们可以很好地理解物体的温度变化和热量传递。

热力学第一定律的表达式为：ΔU = Q - W。

其中，ΔU 表示系统内能的变化，Q 表示系统从外界吸收的热量，W 表示系统对外界做功。

这个公式告诉我们，一个系统的内能变化等于从外界吸收的热量减去系统对外做的功。

这就是热力学第一定律。

热力学第一定律的应用非常广泛。

比如说，我们可以通过这个定律来分析热机的效率。

热机是指能够将热能转化为机械能的设备，如蒸汽机、内燃机、汽车发动机等。

热机的效率表示为η =W/Qh，其中 W 表示机器输出的功，Qh 表示机器吸收的热能。

热力学第一定律告诉我们，热量和功是能量的两种形式，它们之间的转换只是数量上的变化，而能量本身并没有发生改变。

因此，热机能够将热能转化为机械能的效率受到热力学第一定律的限制，也就是说，热机的效率永远不可能达到 100%。

这个定律的应用不仅局限于工业和生产方面，在其他领域，如生物学、环境保护等方面，也有不同的应用。

二、热力学第二定律热力学第二定律，也叫做热力学中的熵增定律。

它指出，在任何热力学过程中，系统的总熵永远不会减少，而只会不断增加或保持不变。

熵是一个物理量，用来描述系统的无序程度，通俗地讲，就是一个系统的混乱程度。

熵增加意味着系统的混乱程度增加，熵减少意味着系统的有序程度增加。

热力学第二定律的表达式为：ΔS≥Q/T。

其中，ΔS 表示系统的总熵变化，Q 表示从高温热源吸收的热量，T 表示系统的绝对温度。

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。

第2章热力学第一定律和第二定律

能量转换方向性的实质是能质有差异
无限可转换能—机械能，电能
部分可转换能—热能 T T0
不可转换能—环境介质的热力学能
19
能质降低的过程可自发进行，反之需一定条件-----补偿过程，其总效果是总体能质降低。
q1 q2 wnet
代价
q2 T1 T2
q2
T2 T1
代价
wnet q1 q2
20
2.3.2 热力学第二定律的两种典型表述
1.克劳修斯叙述——热量不可能自发地不花代价地从低温物体传向高温物体。
2.开尔文--普朗克叙述——不可能制造循环热机，只从一个热源吸热，将之全部转化为功，而不在外界留下任何影响。
3.热力学第二定律各种表述的等效性
T1 失去Q1– Q2 T2 无得失热机净输出功Wnet= Q1– Q2
c
TH TL s23 1 TL
THs23
TH
qnet q1 q2 TH TL s23 wnet
22
讨论： 1）
c f TH,TL
TH ,TL
2） TL 0,TH c 1
c
c
1
TL TH
即 wnet q1 循环净功小于吸热量，必有放热q2。
3） TL TH ,c 0
(eqm )i
Ptot
4
2.1.2 闭口系统能量方程
闭口系， δmi 0 δmj 0
Q E
2 1
ejδmj
eiδmi
Wtot
忽略宏观动能Ek和位能Ep， E U
Q U W q u w
δQ dU δW δq du δw
第一定律第一解析式— 热
功的基本表达式
p2

热力学第一定律与第二定律

热力学第一与第二定律的实验验证
01、
实验室热力学实验
测量系统的热容量
观察热力学过程
02、
验证方法
比较实验数据与理论值
重复实验观察结果
03、
应用实例
汽车发动机工作原理
电力厂能量转换
04、
热力学第一与第二定律的应用案例
01 节能方案设计
优化能源利用
02 热力学参数分析
评估系统性能
03 循环工程优化
热力学第一定律与第二定律
汇报人：XX
2024年X月
目录
第1章热力学第一定律的基础第2章热力学第二定律的提出与意义第3章热力学第二定律的推广第4章热力学第一第二定律的统一第5章热力学第一定律与第二定律的应用第6章总结与展望
● 01
第一章热力学第一定律的基础
热力学基础概念
感谢观看
THANKS
● 05
第五章热力学第一定律与第二定律的应用
可逆性分析
在热力学中，可逆过程和不可逆过程是重要概念。可逆过程是指系统可以沿着相同路径前进和后退，而不可逆过程则是只能朝一个方向进行。判断可逆性的条件包括系统与外界无热交换、系统内无摩擦等。对可逆与不可逆过程进行热力学分析，可以帮助我们理解系统的
卡诺热机效率
衡量热机性能的重要指标
热力学第二定律的意义
01 自然界中不可逆过程的存在
不可逆过程的普遍性
02 熵的增加原理
熵随时间增加的规律
03 热力学第二定律在工程中的应用
工程实践中的重要应用
熵的概念与熵增原理
01、
熵的定义
熵是系统无序程度的度量
与系统微观状态相关

热力学第一定律热力学第二定律

★ 特点：过程量（不同的过程有不同的热量）（有不同的摩尔热容量）
★符号法则：系统吸热， Q为正。系统放热， Q为负。
★ 摩尔热容量Cm：一摩尔物质温度升高1K时系统从外界吸取的热量。
1 dQ
Cm
( dT
)
7
四、内能
★特点：状态量 (只与始末两态有关，与中间过程无关)
★气体的内能 E m i RT
1
是内能减少。（温度减少）
内能变化： E cV T
22
（4）绝热线与等温线的比较
等温线斜率
PV C
K等温
dP dV
P V
绝热线斜率
PV C1
K绝热（P0，V0，T0）斜率之比
K绝热
K等温
K绝热
K等温
P0
V0 P0
V0
P
a 等温
结论：绝热线比等温线陡峭
2
（2）按过程的特性分类:
等容过程： dV = 0 等压过程： dP = 0
等温过程：绝热过程：循环过程：
dT = 0 dQ = 0，Q = 0
dE = 0 E终态 = E初态
3
3．过程曲线
P
PV 图上一种点，表达一种平衡状态。
PV 图上一条线，表达一种平衡过程。
V
非平衡态，非平衡过程不能在PV 图上表达！！
V1
V2
V
Q E A 意义：系统吸取的热量，
dQ
dE
dA
一部分对外作功，一部分增加本身的内能。
作功： dA PdV d(PV ) d( RT ) RdT
( A)P P(V2 V1 ) R(T2 T1 )
内能增量： dE CV dT

热力学第一定律与热力学第二定律的联系与区别

热力学第一定律与热力学第二定律的联系与区别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,描述了热力学系统的动态过程和平衡状态。

热力学第一定律指出,在一个封闭系统中,热量总是从高温物体流向低温物体,直到系统达平衡状态,即温度保持不变。

这意味着热量不能自由流动,必须有外力强制它流动。

热力学第二定律则指出,热量不可能自发地从低温物体流向高温物体,即热量的总供应量等于总需求。

这意味着热量的流动必须是有方向的,并且热量的分配必须遵守热力学第二定律。

联系:
热力学第一定律和热力学第二定律都是关于热量流动的规律,它们都强调了热量在系统中的平衡和流动是有方向的。

区别:
1. 解释不同:热力学第一定律强调的是热量的流动方向,而热力学第二定律强调的是热量的流动必须遵守一定的规律。

2. 适用范围不同:热力学第一定律适用于任何可逆热力学过程,而热力学第二定律仅适用于封闭的系统。

3. 限制条件不同:热力学第一定律没有限制热量的供应量或需求,而热力学第二定律则规定了热量的总供应量必须等于总需求,从而限制了热量的流动。

热力学第一定律和第二定律

热力学第一定律和第二定律热力学第一定律1. 内容：一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么外界对物体做的功W，与物体从外界吸收的热量Q之和,等于物体的内能的增加量2. 数学表达式：W+Q=ΔU(1)Q取决于温度变化：温度升高，Q>0;温度降低，Q<0.(2)W取决于体积变化：V增大时，气体对外做功，W<0;V减小时，外界对气体做功，W>0.(3)特例：如果气体向真空扩散，那么W=0.(4)绝热过程Q=0，关键词是“绝热材料”或“变化迅速”。

3. 热力学第1定律的理解(1)做功改变物体的内能：外界对物体做功，物体内能增加;物体对外做功，物体内能减少。

在绝热过程，物体做多少功，改变多少内能。

(2)热传递改变物体的内能：外界向物体传递热量，即物体吸热，物体的内能增加;物体向外界传递热量，即物体放热，物体的内能减少。

传递多少热量，内能就改变多少。

(3)做功和热传递的实质，做功改变内能是能量的变化，用功的数值来度量;热传递改变内能是能量的转移，用热量来度量。

热力学第二定律1.热传导的方向性：热传导的过程可以自发地由高温物体向低温物体进行，但相反方向却不能自发地进行，即热传导具有方向性，是一个不可逆过程。

2.补充说明：(1)“自发地”过程就是不受外界干扰的条件下进行的自然过程;(2)热量可以自发地从高温物体向低温物体传递，却不能自发的从低温物体传向高温物体;(2)热力学第二定律的能量守恒表达式：ds≥δQ/T(3)热量可以从低温物体传向高温物体，必须有“外界的影响或帮助”，就是要由外界对其做功才能完成。

3.热力学第二定律的两种表述(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传向高温物体。

(2)开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为有用功，而不引起其他变化。

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。

热力学第一定律和第二定律有什么区别

热力学第一定律和第二定律有什么区别关键信息项：1、热力学第一定律的定义与表达式定义：＿___________________________表达式：＿___________________________2、热力学第二定律的定义与表达式定义：＿___________________________表达式：＿___________________________3、适用范围热力学第一定律适用范围：＿___________________________热力学第二定律适用范围：＿___________________________4、侧重点热力学第一定律侧重点：＿___________________________热力学第二定律侧重点：＿___________________________5、对能量转化的描述热力学第一定律对能量转化的描述：＿___________________________热力学第二定律对能量转化的描述：＿___________________________6、对过程可逆性的看法热力学第一定律对过程可逆性的看法：＿___________________________热力学第二定律对过程可逆性的看法：＿___________________________7、对熵的考虑热力学第一定律对熵的考虑：＿___________________________热力学第二定律对熵的考虑：＿___________________________11 热力学第一定律111 定义热力学第一定律，也称为能量守恒定律，表明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。

112 表达式常见的表达式为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 表示系统对外所做的功。

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。

什么是热力学第一定律和第二定律

什么是热力学第一定律和第二定律？热力学是研究能量转换和能量传递的物理学分支。

热力学第一定律和第二定律是热力学的两个基本定律，用于描述能量转移和转换的规律。

1. 热力学第一定律（能量守恒定律）：热力学第一定律是能量守恒定律的热学表述。

它指出，在一个孤立系统中，能量既不能被创造，也不能被销毁，只能由一种形式转换为另一种形式，总能量保持不变。

换句话说，能量的增加或减少必须通过热量和功的形式来实现。

热力学第一定律可以用以下公式表示：ΔU = Q - W其中，ΔU是系统内能的变化，Q是系统吸收的热量，W是系统对外界做的功。

这个公式表明，系统内能的增加等于从外界吸收的热量减去对外界做的功。

热力学第一定律的重要性在于它揭示了能量守恒的基本原理，使我们能够理解和分析能量转移和转换的过程。

2. 热力学第二定律（熵增定律）：热力学第二定律是关于热力学过程方向性的定律。

它指出，自然界中存在一个不可逆的趋势，即熵（系统的无序程度）在孤立系统中始终增加。

热力学第二定律有多种表述方式，其中最常见的是克劳修斯表述和开尔文-普朗克表述。

-克劳修斯表述：不可能把热量完全转化为功而不产生其他的效果。

-开尔文-普朗克表述：不可能从单一热源吸热，使之完全变为功而不产生其他的效果。

这两种表述都表明，在热力学过程中，系统总是趋向于增加熵。

熵增定律可以解释为自发发生的过程是不可逆的。

例如，热量从高温物体传递到低温物体是自发的，而热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。

热力学第二定律的重要性在于它限制了能量转化的效率。

根据热力学第二定律，不可能存在一个完全高效的热机，即不可能将热量全部转化为功而不产生其他效果。

总结起来，热力学第一定律是能量守恒定律的热学表述，指出能量在一个孤立系统中不能被创造或销毁，只能以热量和功的形式转换。

热力学第二定律是关于热力学过程方向性的定律，指出自然界中存在一个不可逆的趋势，即熵在孤立系统中始终增加。

热力学第一定律和第二定律是热力学的基本原理，对于理解能量转移和转换的规律具有重要意义。

热力学第一定律第二第三

热力学第一定律第二第三
热力学第一定律：也被称为能量守恒定律，它表明能量不会被创造也不会被销毁，只能从一种形式转化为另一种形式。

在一个闭合系统中，能量的变化等于系统所吸收的热量减去系统所做的功。

热力学第二定律：也被称为热力学不可逆性原理，它表明自然界中热量总是从高温物体流向低温物体，不会发生相反的情况，除非外部做功。

它还指出熵（系统的无序程度）在一个孤立系统中总是增加，不会减少。

热力学第三定律：也被称为熵的零点定律，它规定在绝对零度（0K）下熵为零。

这意味着绝对零度是熵的一个绝对参照点，任何系统的熵值都不能低于零。

热力学第一定律和第二定律的联系

热力学第一定律和第二定律的联系
高等教育中有许多重要课程，其中热力学绝非起次要作用。

热力学是物理学中
一种重要的学科，它是研究热能的交换、均衡及其对应的流体动力学的概念性框架。

热力学主要围绕着理想气体和非理想气体的热力学第一定律和第二定律这两种定律展开。

热力学第一定律是指，各物质之间热能交换及均衡这一原理定义的定律，它又
称为“能量守恒定律”，它可概括为：“在热力学的过程中，伴随一定的过程单位的形成或消失，系统的总能量平衡”，换句话说，总能量是不容被毁灭的。

热力学第二定律指热力学的定性表达的定律，它规定：“热力学过程的热效应
不等于零，而是从原状态向守恒态进入时，有正数增长”，这定律是振动性推进传热过程的基础，它代表了热力作用不平等，红外波不容被看到。

因此，热力学第二定律指热能守恒，但在一个不同的过程之间可能传递，并使贮存形式发生变化，产生热效应。

热力学第一、二定律相互关联，其中第二定律是第一定律的推广。

只有明确热
力学第一定律，才能正确理解热力学第二定律，才能使热力学发挥出它的功能。

热力学第一定律告诉我们，热能是守恒的，在自然界，热力学的守恒是崇高的圣贤原则，热力学第二定律显示出热力还是有待发挥的，以此反映了物质的微观结构的特性以及热能的变化规律。

(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

热力学第一第二定律

第十章
热力学第一、第二定律 §10-2
一、功
当气体作无摩擦的准静态膨胀或压缩时，系 V2 统对外界做功为：
功和热
W pdV
V1
气体所作的功等于p-V图上过程曲线下的面积，气体膨胀时作正功，系统对外界做功；气体压缩时作负功，外界对系统做功，但其数值均等于过程曲线下的面积。 P
dW pdV
2、比热容：单位质量的热容量称为比热容。
C 1 Q 1 dQ c lim ( ) m T 0 m T m dT
比热容与系统的质量无关，是强度量。
比热容的单位：焦耳/千克开
二、等容过程
•特点：
p
p2
p1
( p2 ,V , T2 )
( p1 ,V , T1 )
理想气体的体积保持不变 V=const
理想气体的内能仅是T的函数，与V和p无关。
六、焦耳－汤姆逊效应
1852年焦耳和汤姆逊利用节流过程发现实际气体内能不仅是温度的函数也是体积和压强的函数。 1、节流过程
用绝热材料包着的管子中间有一个多孔塞或节流阀，多孔塞两边维持较高压强p1和较低压强p2，于是气体从高压一边经多孔塞缓慢地流到低压一边，并达到稳定状态，这个过程叫节流过程。
•热容比
Cp CV
等压热容量和等容热容量的关系以温度T和体积V为独立变量，内能的全微分为： U U dU dT dV T V V T 由热力学第一定律的微分表达式 U U Q W dU dT dV T V V T 只考虑只有体积功情况 W pdV U U Q dT dV pdV T V V T
•焓等压过程 Q dU pdV dU d pV d U pV 定义: 状态函数 H=U+pV 为焓有

简述热力学第一第二第三定律

简述热力学第一第二第三定律
热力学第一定律：物体内能的增加等于物体吸收的热量和对物体所作的功的总和。

即热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以与机械能或其他能量互相转换，但是在转换过程中，能量的总值保持不变。

第一类永动机：某物质循环一周回复到初始状态，不吸热而向外放热或做功。

违背热力学第一定律。

即，既要马儿跑，又要马儿不吃草。

热力学第二定律：热量不能自动地从低温物体传向高温物体而不引起外界变化（克劳修斯表述）。

不可能制造出一种循环工作的热机，它只从单一热源吸热使之完全变为功而不使外界发生任何变化（开尔文表述）。

第二类永动机：从单一热源吸热使之完全变为有用功而不产生其它影响的热机，即η=1。

违背热力学第二定律。

即，既然马儿要吃草，吃草全部用来跑。

热力学第三定律，指的是绝对零度不可能达到。

严格来说，应该是绝对零度（负的273.15摄氏度），不可能通过有限的过程达到，因为如果我们不断的对某个热力学系统进行降温操作的话，它可以逐渐接近绝对零度。

温度是分子平均动能的标志，要想温度达到绝对零度，那必须使分子停止运动，看来这样的结果是不可能做到的，因为分子在永不停息的做无规则运动。

热力学第一﹑第二定律

热力学第一﹑第二定律热力学是一个研究热、能与物质在空间和时间相互转化的科学，它主要研究热力学系统的性质、过程、平衡与不平衡等问题。

其中，热力学第一定律和热力学第二定律是热力学中最为基本和重要的定律，下面就分别对它们进行介绍。

一、热力学第一定律热力学第一定律也称为能量守恒定律，它表明，在任何一个封闭系统中，能量的总量是守恒的，即能量不会消失，只能从一种形式转换为另一种形式而存在于系统中。

在热力学中，能量可以分为内能和外能两个部分，内能是指分子的热运动能以及分子之间的相互作用，外能则是指物体的动能与势能。

当一个系统进行热交换或物理变化时，系统的内外能发生变化，但热力学第一定律表明，系统内外能的总量是不变的。

简单来说，热力学第一定律说的是能量守恒，系统所吸收或放出的热量等于系统的内能的变化量与对外做功的总量之和。

这个定律的应用极为广泛，常见的如燃烧热值、热电偶测温、热力学循环等，都是基于能量守恒的前提下进行的。

二、热力学第二定律热力学第二定律是热力学中的基本原理之一，它规定了自然界中物质和能量转化的方向。

热力学第二定律的提出就是为了处理各种能量转化问题，例如：热机效率、热传导、热力学不平衡体系等。

热力学第二定律可以阐述为两种等价的形式：卡诺定理和物理学法则。

卡诺定理指出，不存在一个热能机能够把热量完全转化为功而不产生任何其他效应，即不存在一个热能机能够实现热量的100%转化效率。

物理学法则指出，任何孤立系统在不受外界影响的情况下，普遍会呈现熵的增加趋势，即随着时间的推移，系统中的有序度会越来越低，熵会随之增加。

热力学第二定律表明，自然界中存在着一种不对称性，即热量在不断向冷的物体传递，而无法从较冷的物体中流向相对热的物体，也无法完全转化为对外做功。

这种不对称性导致了某种程度上的“时间箭头”，即时间是单向而向前的。

总之，热力学第一定律与第二定律是热力学的两个基本定律，前者强调能量守恒，后者则强调了自然界的不对称性。

热力学第一、二定律

二、能量守恒定律
内容：能量既不会凭空产生， 1、内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，空消失，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，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中其总量不变．转移的过程中其总量不变．
热力学第一定律能量守恒定律热力学第二定律
思考：改变物体内能的方式有做功和热传递两种，如果物体在跟外界同时发生做功和热传递，内能的变化与热量Ｑ及做的功Ｗ之间又有什么关系呢？
一、热力学第一定律
1、热力学第一定律的内容 ——物体内能的增量等于外界向它传递的热量与外物体内能的增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。界对它所做的功的和。这个关系叫做热力学第一定律。 2、热力学第一定律的表达式
2、能量守恒定律的意义：、能量守恒定律的意义：
①能的转化和守恒定律是普遍的定律，是分析解决问题的重要能的转化和守恒定律是普遍的定律，能的转化和守恒定律是普遍的定律的方法，能量守恒定律是认识自然改造自然的有力武器。能量守恒定律是认识自然、的方法能量守恒定律是认识自然、改造自然的有力武器。 ②能的转化和守恒定律庄严宣告了永动机幻想的彻底破灭，即第能的转化和守恒定律庄严宣告了永动机幻想的彻底破灭，能的转化和守恒定律庄严宣告了永动机幻想的彻底破灭一类永动机（不消耗能量却能源源不断地对外做功的机器）一类永动机（不消耗能量却能源源不断地对外做功的机器）不可能制成（原因：违背了能量守恒定律）。能制成（原因：违背了能量守恒定律）。
两种表述是等价的。 2、两种表述是等价的。
3、热力学第二定律的意义：热力学第二定律的意义：
——揭示了自然界中涉及热现象（即有大量分子参揭示了自然界中涉及热现象（揭示了自然界中涉及热现象的宏观过程的方向性，与）的宏观过程的方向性，是独立于热力学第一定律的一个重要自然规律。律的一个重要自然规律。

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关于能量转化和能量守恒的科学，它研究了物质与能量之间的关系以及能量转化的规律。

在热力学中，有两个基础定律，即热力学第一定律和热力学第二定律。

本文将详细介绍这两个定律的定义、原理和应用。

一、热力学第一定律热力学第一定律又被称为能量守恒定律，它表明能量在系统中的变化量等于系统所做的功加上系统吸收的热量。

简言之，能量是守恒的。

具体来说，热力学第一定律可以用以下方程式表示：ΔU = Q - W其中，ΔU代表系统内能的变化，Q代表系统吸收的热量，W代表系统所做的功。

根据这个定律，我们可以得出以下结论：1. 系统吸收的热量等于系统内能的增加。

热量可以使系统内粒子的动能增加，也可以使分子之间的相互作用增强，从而使内能增加。

2. 系统所做的功等于系统内能的减少。

当一个物体从高温区移动到低温区时，它会做功，从而导致内能减少。

热力学第一定律的应用非常广泛。

例如，在工程领域中，我们可以利用这个定律来计算热机的效率。

在化学反应中，我们可以根据热力学第一定律来判断反应是否放热或吸热，并求出反应的焓变。

总之，热力学第一定律是热力学研究中的基础，对于理解和应用能量转化的过程至关重要。

二、热力学第二定律热力学第二定律是关于物质能量转化方向的定律。

它规定了能量在自然界中传递的方式和限制。

总结起来，热力学第二定律表明热量自发地从高温物体传递到低温物体，而不会自发地从低温物体传递到高温物体。

这个定律可以从以下两个方面解释：1. 热量不会自发地从低温物体传递到高温物体。

这是因为能量在自然界中总是从高能态流向低能态。

如果低温物体能够将热量传递给高温物体，就违背了能量的自发流动方向。

2. 熵增定律。

熵是用来描述系统无序程度的物理量，热力学第二定律指出，一个孤立系统的熵要么保持不变，要么增加。

换句话说，自发过程总是趋于增加系统的熵。

而熵的增加意味着能量的转化趋于不可逆。

根据热力学第二定律的约束，我们可以得出一些重要的结论。