大学物理热学知识点归纳
大学热学知识点总结
等温压缩系数 K T M-1 f VV dP压强系数:v J (虫)Vp dT线膨胀系数:=1(dL )p 通常:V =3:-l dT热力学第零定律:在不受外界影响的情况下,只要A 和B 同时与C 处于热平衡,即使B 没有接触,它们仍然处于热平衡状态,这种规律被称为热力学第零定律。
1)「 选择某种测温物质,确定它的测温属性; 经验温标二要素:J 2选定固定点;3)进行分度,即对测温属性随温度的变化关系作出规定。
经验温标:理想气体温标、 华氏温标、兰氏温标、摄氏温标(热力学温标是国际实用温标不是经验温标 )理想气体物态方程N A =6.02 1023 个 /mol理想气体微观模型1分子本身线度比起分子间距小得多而可忽略不计23洛喜密脱常数 :n o 6.02― m ° = 2.7 1025 m22.4X10距离:11 3_9 =(25)3m =3.3 10 m2.7 10251 13 3 3M m 3-10r =( )3 =( —)3 =2.4 10 m'4 兀 n'4 兀 PN A2、 除碰撞一瞬间外,分子间互作用力可忽略不计。
分子在两次碰撞之间作自由的匀速直线 运动;3、 处于平衡态的理想气体,分子之间及分子与器壁间的碰撞是完全弹性碰撞;热学复习大纲二丄(巴) V dT PV =;RT二恒量 RTp = nkT P 0V 0R= —=8.31 J/mol K To »M = Nm, M m = N A m R _23k=1.38X10 J / KN An 为单位体积内的数密度标准状态下分子间平均11 3L =( )3氢分子半径体膨胀系数4、分子的运动遵从经典力学的规律 :在常温下,压强在数个大气压以下的气体,一般都能很好地满足理想气体方程。
处于平衡态的气体均具有分子混沌性单位时间内碰在单位面积器壁上的平均分子数名师整理 精华知识点6P P i =RTV m -b人P i =[单位时间内碰撞在单位 面积上平均分子数nAt 时间内碰在 AA 面积器壁上的平均分子数N = Avt 丄6单位时间碰在单位面积器壁上的平均分子数 N Atnv以后可用较严密的方法 得到]二巴42 - 统计关系式n rp = — n 名 k1 ~2分子平均平动动能 ;=理想气体物态方程的另 一种形式p = nkTRk 二兀十8 10‘J K 」,k 为玻尔兹曼常数 温度的微观意义JmV 2 亠绝对温度是分子热运动剧烈程度的度量是分子杂乱无章热运动的平均平动动能,它不包括整体定向运动动能。
大学物理热学
ΔU=Q+W,其中ΔU表示系统内能的增量,Q表示外界对系统传递的热量,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。
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。
02
辐射传热特点
不需要介质,可在真空中传播;伴 随能量形式的转换;辐射强度与物
体温度的四次方成正比。
04
应用
太阳能利用、红外遥感测温、激光 器等。
复合传热过程分析
复合传热 分析方法 影响因素
应用
实际传热过程中往往同时存在热传导、对流和辐射三种传热方式。 根据具体传热条件,建立物理模型,综合运用热传导、对流和辐 射的传热规律进行分析计算。
02
理想气体性质及应用
理想气体状态方程
01
理想气体状态方程
pV = nRT,其中p为压强,V为 体积,n为物质的量,R为气体常 数,T为热力学温度。
02
理想气体状态方程 的适用条件
适用于稀薄气体,即气体分子间 距离较大,相互作用力可忽略不 计。
03
理想气体状态方程 的应用
可用于计算气体的压强、体积、 温度等物理量,以及进行气体状 态变化的分析。
热力学在其他领域应用
化学工业
制冷与空调
新能源领域
在化学工业中,热力学原理被广泛应用 于化学反应过程的分析和优化。通过热 力学计算和分析,可以确定化学反应的 条件、反应热、反应平衡常数等关键参 数,为化学工业的生产提供理论指导。
大学物理热学知识点整理
大学物理热学知识点整理热运动:物质世界的一种基本运动形式,是构成宏观物体的大量微观粒子的永不停息的无规则运动。
热现象:构成宏观物质的大量微观粒子热运动的集体表现。
宏观量:表征系统状态的物理量。
微观量:描写单个分子特征的物理量。
热力学系统,简称系统:一些包含有大量微观粒子(如分子、原子)的物体或物体系。
外界或环境:系统以外的物体。
孤立系统:与外界没有任何相互作用的热力学系统。
封闭系统:与外界没有物质交换但有能量交换的系统。
开放系统:与外界既有物质交换又有能量交换的系统。
平衡态:对于一个孤立系,经过足够长的时间后,系统必将达到一个宏观性质不随时间变化的状态,这种状态称为平衡态。
热动平衡:在平衡态下,组成系统的微观粒子仍处在不停的无规则热运动之中,只是它们的统计平均效果不变,这是一种动态的平衡,又称为热动平衡。
状态参量:在平衡态下,热力学系统的宏观性质可以用一些确定的宏观参量来描述,这种描述系统状态的宏观参量称为状态参量。
态函数:由平衡态确定的其他宏观物理量可以表达为一组独立状态参量的函数,这些物理量称为“态函数”。
体积V :气体分子所能到达的空间,即气体容器的容积。
单位立方米( m^{3} ),也用升( L )为单位。
压强p :气体作用与容器壁单位面积上的压力,是大量分子对器壁碰撞的宏观表现。
SI单位制中单位是帕斯卡,简称帕( Pa ), 1\;Pa=1\;N/m^{2} 。
有时压强的单位还用大气压( atm )和毫米汞柱( mmHg )表示。
换算关系为1\;atm=1.013\times10^{5}\;Pa1\;mm\Hg=\frac{1}{760}\;atm=1.33\times10^{2}\;Pa温度:表征物体的冷热程度的物理量。
热平衡:在与外界影响隔绝的条件下,使两个热力学系统相互接触,让它们之间能发生传热,热的系统会慢慢变冷,冷的系统会慢慢变热,经过一段时间后,它们会达到一个共同的平衡状态,称这两个系统达到了热平衡。
大学物理热力学第二定律知识点总结
大学物理热力学第二定律知识点总结热力学第二定律是大学物理热学部分的重要内容,它揭示了热现象过程中的方向性和不可逆性。
理解和掌握热力学第二定律对于深入研究热学以及相关领域具有重要意义。
以下是对热力学第二定律相关知识点的详细总结。
一、热力学第二定律的表述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。
这意味着热传递的过程具有方向性,如果没有外界的干预,热量只会从高温物体流向低温物体,而不会反向流动。
2、开尔文表述不可能从单一热源吸取热量,使之完全变为有用功而不产生其他影响。
也就是说,第二类永动机是不可能制成的。
第二类永动机是指一种能够从单一热源吸热,并将其全部转化为功,而不产生其他变化的热机。
二、热力学第二定律的微观解释从微观角度来看,热力学第二定律反映了大量分子热运动的无序性。
在一个孤立系统中,分子的热运动总是从有序趋向无序,这是一个自发的过程。
比如,将不同温度的气体混合在一起,它们会自发地达到温度均匀分布的状态,而不会自动地分离成原来的不同温度区域。
这是因为分子的无规则运动使得它们更容易趋向无序的分布。
三、熵熵是描述系统无序程度的热力学概念。
熵的增加表示系统的无序程度增加。
对于一个绝热过程,系统的熵永不减少。
如果是可逆绝热过程,熵不变;如果是不可逆绝热过程,熵增加。
熵的计算公式为:$dS =\frac{dQ}{T}$,其中$dQ$ 是微元过程中的吸热量,$T$ 是热力学温度。
四、卡诺循环与卡诺定理1、卡诺循环卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成,是一种理想的热机循环。
通过卡诺循环,可以计算出热机的效率。
卡诺热机的效率为:$\eta = 1 \frac{T_2}{T_1}$,其中$T_1$ 是高温热源的温度,$T_2$ 是低温热源的温度。
2、卡诺定理(1)在相同的高温热源和低温热源之间工作的一切可逆热机,其效率都相等,与工作物质无关。
(2)在相同的高温热源和低温热源之间工作的一切不可逆热机,其效率都小于可逆热机的效率。
大学热学物理知识点总结
大学热学物理知识点总结1.热力学基本定律热力学基本定律是热学物理的基础,它包括三个基本定律,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。
(1)热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律的热学表述,它规定了热力学系统能量的守恒性质。
简单地说,热力学第一定律表明了热力学系统能量的增减只与系统对外界做功和与外界热交换有关。
热力学第一定律的数学表达式为ΔU=Q-W,其中ΔU表示系统内能的增量,Q表示系统吸热的大小,W表示系统对外界所作的功。
由此可以看出,系统的内能变化量等于吸收热量减去做的功。
(2)热力学第二定律热力学第二定律是热力学系统不可逆性的表述,它规定了热力学系统内部的熵增原理,即系统的熵不会减小,而只会增加或保持不变。
简单地说,热力学第二定律表明了热力学系统内部的任何一种热力学过程都是不可逆的。
这意味着热力学系统永远无法使热量全部转化为功,总会有一部分热量被转化为无效热。
热力学第二定律还表明了热力学过程的方向性,即热量只能从高温物体传递到低温物体,而不能反向传递。
(3)热力学第三定律热力学第三定律规定了当温度趋于绝对零度时,任何物质的熵都将趋于一个有限值,这个有限值通常被定义为零。
简单地说,热力学第三定律表明了在绝对零度时,任何系统的熵都将趋于零。
热力学第三定律的提出对于热学物理的研究具有非常重要的意义,它为我们理解热学系统的性质提供了重要的基础。
2.热力学过程热力学过程是指热力学系统内部发生的一系列变化,包括各种状态参数的变化和热力学系统对外界的能量交换。
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等。
这些过程在日常生活以及工业生产中都有着广泛的应用。
(1)等温过程等温过程是指在恒定温度下进行的热力学过程。
在等温过程中,系统对外界做的功和吸收的热量之比是一个常数。
这意味着等温过程的压强和体积成反比,在P-V图上表现为一条双曲线。
常见的等温过程有等温膨胀和等温压缩等。
(2)绝热过程绝热过程是指在无热交换的情况下进行的热力学过程。
大学物理++热力学基础
除了化石燃料,热力发电也 可以利用核能、地热能和太 阳能等可再生能源。在这些 发电方式中,热力学原理同 样发挥着重要的作用。
节能技术
01
节能技术是利用各种方法减 少能源消耗的技术。热力学 在节能技术中的应用主要涉 及对能源利用过程的优化和 控制。
02
节能技术包括各种类型的节 能措施,如能效标准的制定 、节能设备的开发和能源管 理系统的建立等。这些措施 都利用了热力学原理,实现 了对能源的有效利用和节约 。
03
在节能技术的应用中,热力 学原理可以帮助我们理解能 源的转换和利用过程,并评 估这些过程的能效和环境影 响。这些知识对于制定有效 的节能措施至关重要。
04
通过热力学原理的应用,我 们可以开发出更高效的节能 设备,如高效空调、节能灯 具等。这些设备在减少能源 消耗的同时,也减少了温室 气体的排放,有助于减缓气 候变化。
热传递是热量从高温物体向低温物体 转移的过程,主要有三种方式:传导 、对流和辐射。
物态变化与相变
物态变化
物质从固态经过液态、气态的相变过程,以及液态与气态之间的转变过程。
相变
物质在发生物态变化时,需要吸收或放出热量,这种由于物态变化而吸收或放 出的热量称为相变热。在一定压力下,一定量的纯物质在相变时所吸收或放出 的热量,称为物质的相变潜热。
THANKS
感谢观看
总是向着能量耗散的方向进行,即热量总是自发地从高温流向低温,而
不是相反。
第二定律的应用
01 02 03
能源利用
热力学第二定律在能源利用领域有着广泛的应用。例如, 在发电厂中,利用高温蒸汽推动涡轮机转动,将热能转换 为机械能,再通过发电机转换为电能。这个过程中,熵增 原理保证了能量的有效转化和利用。
大学物理(热学知识点总结)
热力发电
利用高温热源和低温热源 之间的温差,通过热力循 环将热能转化为机械能, 再转化为电能。
04
热传递原理
导热、对流和辐射的原理
01 02
导热原理
导热是物质内部微观粒子(如分子、原子等)相互碰撞,将能量从高温 处传到低温处的现象。导热速率与物质的导热系数、温度梯度以及热流 路径的长度有关。
对流原理
热学的发展历程
古代对热现象的认识
01
人类很早就开始对热现象进行观察和利用,如火的使用、烧制
陶器等。
近代热学的形成
02
随着工业革命和科学技术的发展,热学逐渐形成一门独立的学
科,开始有越来越多的学者对热现象进行研究。
现代热学的应用
03
热学在能源利用、环境保护、航天航空等领域得到广泛应用,
成为推动人类社会发展的重要力量。
大学物理(热学知识点总 结)
• 热学概述 • 热力学第一定律 • 热力学第二定律 • 热传递原理 • 热力学与日常生活
01
热学概述
热学的定义与重要性
定义
热学是一门研究热现象的学科,主要 探讨热量传递、热力学过程和热力学 定律等方面的内容。
重要性
热学是物理学的重要分支之一,与日 常生活、工程技术和科学研究密切相 关,对于理解物质的基本性质和变化 规律具有重要意义。
证明
热力学第一定律也可以通过实验来证明。例如,通过测量封闭系统中热量转移和相应体积变化等实验数据,可以 验证热力学第一定律。
定律的应用实例
实例1
在汽车发动机中,燃料燃烧产生的热量转化为机械能,驱动汽车行驶。这正是 热力学第一定律的应用,即能量从一种形式(化学能)转化为另一种形式(机 械能)。
大一热学知识点总结归纳
大一热学知识点总结归纳大一热学是理工科学生在大一上学期学习的一门课程,它为我们打下了热力学和热传导方面的基础知识。
在这门课程中,我们学习了许多重要且实用的热学知识点,下面我将对这些知识点进行总结和归纳。
一、热力学基本理论1. 热力学系统与界面:介绍了热力学系统的概念以及系统与界面之间的相互作用关系,引入了系统和界面的平衡状态。
2. 热力学第一定律:阐述了能量守恒定律,即能量可以从一个系统转移到另一个系统,但总能量守恒。
3. 热力学第二定律:介绍了热力学过程的方向性,表明热量不能自发地从低温物体传递到高温物体,热力学第二定律给出了能量转化的限制条件。
4. 热力学第三定律:阐述了当温度接近绝对零度时,凝固熵趋于零。
二、热力学循环1. 卡诺循环:介绍了卡诺循环的理论基础和性能优化原则,卡诺循环是一个理想的热力学循环,它是用来衡量热机性能的标准。
2. 斯特林循环:讲解了斯特林循环的工作原理和性能特点,斯特林循环是一种利用气体的等温膨胀和等温压缩来完成工作的热力学循环。
3. 蒸汽动力循环:介绍了蒸汽动力循环的基本概念和组成部分,包括锅炉、汽轮机、冷凝器和泵等。
三、热传导1. 热传导基本原理:解释了热传导的基本机制,包括传热的方式和传热速率的计算方法。
2. 斯特法定律:说明了温度梯度与热流密度之间的关系,是热传导领域中常用的定律之一。
3. 热传导方程:描述了热量传导过程的数学模型,可以用来解决热传导问题。
4. 材料的导热性质:介绍了导热系数和热导率等与材料导热性能相关的物理量,并讨论了不同材料的热传导特性。
四、热学实践1. 热学实验:描述了一些常见的热学实验,如测量热导率和比热容等实验方法和步骤。
2. 热机性能评价:介绍了评价热机性能的一些指标和方法,如热效率和热机循环图等。
3. 热力学计算:讲解了热力学计算中常用的公式和计算方法,如功和热的计算方法。
总结:通过学习大一热学,我们对热力学基本理论、热力学循环、热传导和热学实践等方面有了更深入的了解。
大物热力学知识点总结
大物热力学知识点总结基本概念:系统:在热力学中,所研究的物体或物体组被称为热力学系统,简称系统。
状态:在不受外界影响的条件下,系统的宏观性质(如温度、压强、体积等)不随时间变化的状态,被称为平衡态。
过程:当系统的状态随时间变化时,我们说系统在经历一个热力学过程,简称过程。
过程分为非准静态过程和准静态过程,非准静态过程的中间状态为非平衡态,而准静态过程的中间状态为平衡态。
内能:热力学系统的内能是由系统的状态决定的状态量。
对于确定的平衡态,内能是状态参量的单值函数。
理想气体的内能仅是温度的单值函数。
热量:系统与外界之间由于存在温度差而传递的能量称为热量。
热容:单位质量物质的热容称为比热容。
热力学定律:热力学第一定律:即能量守恒定律在热学形式的表现。
它指出在一个孤立系统中,能量不能被创造或销毁,只能从一种形式转化为另一种形式。
其数学表达式为△U=Q-W,其中△U是系统内能改变,Q是系统吸收的热量,W是系统对外做功。
热力学第二定律:有多种表述方式,如克劳修斯表述和开尔文-普朗克表述。
它主要描述了热量传递的方向性和热机效率的限制。
例如,热量可以自发地从温度高的物体传递到温度低的物体,但不可能自发地从温度低的物体传递到温度高的物体。
热力学第三定律:通常表述为在绝对零度时,所有纯物质的完美晶体的熵值为零,或者绝对零度(T=0)是不可达到的。
状态方程与过程方程:热力学中常用状态方程来描述系统在平衡态时的性质,如理想气体的状态方程pV=nRT。
过程方程则用于描述系统在非平衡态时的性质变化,如等温过程、等压过程、等容过程等。
熵与焓:熵:是一个用于描述系统无序程度的物理量,与系统的微观状态数有关。
热力学第二定律的熵增表述指出,孤立系统的熵永不减小。
焓:是一个与系统的内能和压强有关的物理量,常用于描述系统在等压过程中的能量变化。
循环与热机:热力学循环是一系列热力学过程的组合,使得系统最终回到初始状态。
热机是一种将热能转化为机械能的装置,其效率受到热力学第二定律的限制。
大一物理热学总结知识点
大一物理热学总结知识点热学是大一物理课程中的一部分,研究热能的传递、转化和计量。
下面将对大一物理热学课程中的重要知识点做一个总结。
一、温度和热平衡1. 温度:温度是物体分子平均动能的度量,可以通过温度计进行测量。
2. 热平衡:热平衡是指两个物体之间没有温度差异,热量不再流动。
二、热量与热容量1. 热量:热量是物体间能量的传递方式,沿着温度梯度从高温物体流向低温物体。
2. 热容量:热容量是物体温度升高单位温度所吸收的热量。
热容量可用公式Q=mCΔT计算,其中Q表示吸收的热量,m表示物体质量,C表示物体的比热容,ΔT表示温度变化。
三、传热方式1. 热传导:热传导是指热量通过物质内部传递,取决于物质的导热性能和温度梯度。
2. 热对流:热对流是指流体内部和流体与固体表面之间的热量传递方式,取决于流体的流动性质。
3. 热辐射:热辐射是指热量通过电磁波辐射传递,不需要物质介质,可以在真空中传递。
四、热力学第一定律热力学第一定律是对能量守恒定律在热学中的应用,用来描述热量转化为其他形式能量的过程。
热力学第一定律可以表示为:ΔU = Q - W,其中ΔU表示系统内能的变化,Q表示吸收的热量,W表示对外界做功。
五、热机和热效率1. 热机:热机是将热量转化为功的装置,常见的热机有蒸汽机和内燃机等。
2. 热效率:热效率是指热机的输出功与输入热量之比,可用公式η = W/QH计算,其中W表示输出功,QH表示输入热量。
六、热力学第二定律热力学第二定律是热学领域的基本定律之一,描述了热能的自发转化方向。
热力学第二定律有多种表述方式,如开尔文表述和克劳修斯表述。
七、热力学循环热力学循环是指在一定条件下,热能从高温物体转化为功并完全或部分返还给低温物体的过程。
常见的热力学循环有卡诺循环和斯特林循环等。
八、熵和热力学第二定律熵是描述系统无序度的物理量,热力学第二定律可以表述为对于一个孤立系统,其熵要么增加,要么保持不变,不会减小。
大学物理热学知识点
大学物理热学知识点一、理论基础力学1、运动学参照系。
质点运动的位移和路程,速度,加速度。
相对速度。
矢量和标量。
矢量的制备和水解。
匀速及匀速直线运动及其图象。
运动的合成。
抛体运动。
圆周运动。
刚体的对应状态和绕定轴的旋转。
2、牛顿运动定律力学中常用的几种力牛顿第一、二、三运动定律。
惯性参照系的概念。
摩擦力。
弹性力。
胡克定律。
万有引力定律。
光滑球壳对壳内和壳外质点的引力公式(不建议求出)。
开普勒定律。
行星和人造卫星的运动。
3、物体的平衡共点力促进作用下物体的均衡。
力矩。
刚体的均衡。
战略重点。
物体平衡的种类。
4、动量冲量。
动量。
动量定理。
动量守恒定律。
反冲运动及火箭。
5、机械能功和功率。
动能和动能定理。
重力势能。
引力势能。
质点及光滑球壳壳内和壳外的引力势能公式(不建议求出)。
弹簧的弹性势能。
功能原理。
机械能守恒定律。
相撞。
6、流体静力学恒定流体中的应力。
浮力。
7、振动简揩振动。
振幅。
频率和周期。
位相。
振动的图象。
参考圆。
振动的速度和加速度。
由动力学方程确认四极振动的频率。
阻尼振动。
受迫振动和共振(定性了解)。
8、波和声横波和纵波。
波长、频率和波速的关系。
波的图象。
波的干预和绕射(定性)。
声波。
声音的响度、音调和音品。
声音的共鸣。
乐音和噪声。
热学1、分子动理论原子和分子的量级。
分子的热运动。
布朗运动。
温度的微观意义。
分子力。
分子的动能和分子间的势能。
物体的内能。
2、热力学第一定律热力学第一定律。
3、气体的性质热力学温标。
理想气体状态方程。
普适气体恒量。
理想气体状态方程的微观解释(定性)。
理想气体的内能。
理想气体的等容、等压、等温和绝热过程(不要求用微积分运算)。
4、液体的性质流体分子运动的特点。
表面张力系数。
浸润现象和毛细现象(定性)。
5、液态的性质晶体和非晶体。
空间点阵。
液态分子运动的特点。
6、物态变化熔融和凝结。
熔点。
熔解热。
蒸发和凝结。
饱和汽压。
沸腾和沸点。
汽化热。
临界温度。
液态的升华。
空气的湿度和湿度计。
大学物理(热学篇)
v1
v´1
x
A1 y °
z
1秒钟A1受到分子的总冲量
2mv x
vx 2x
mv
2 x
x
第三步 N个分子在1秒内对A1的碰撞
A1在1秒内受到的冲量——平均作用力F
F 2mv1x
v1 x 2x
2mv2x
v2x 2x
2mv Nx
vNx 2x
m x
(v12x
v22x
vN2 x )
m x
N
即在平衡态,一个自由度,代表一种独立的 运动和一份能量
如某种分子有t个平动自由度,r个转动自由度v振动 自由度,则分子具有:
平均平动动能 平均转动动能 平均振动动能
为什么均分到各自由度所对应的运动能量都 是二分之一KT呢? 主要是分子不断碰撞以达到平衡态的结果。
注意
1、 一般温度下(T <10 3 K)振
(1)每个分子作用于气壁的冲量I
解(1)每个分子作用于气壁的冲量等于气体 分子动量增量的负值
I 2mv 1.21024kgm/ s
(2)每秒钟碰在器壁单位面积上的分子数n0
解(2)器壁ΔA面积上在Δt时间内碰撞的分子数
N A vt n
z
6
n0
N At
nv 6
n0
1 6
nv
0.31028
/
m3
物体运动形式:平动、转动、振动
自由度数目 i t r v
平转振 动动动
例1 自由运动的质点 (三维空间) 3 个 平动自由度 记作 t = 3
若受到限制,自由度降低 平面上 : t=2 直线上 :t=1
例2 自由运动刚体 (如手榴弹)自由度。
大学物理力学热学知识总结
大学物理力学热学知识总结引言大学物理力学热学是一门涉及物体运动和能量传递的学科,它有助于我们理解自然界中复杂的物理现象和规律。
本文将总结大学物理力学热学的基本概念和公式,并提供相关实例以帮助读者更好地理解这些知识。
力学在物理学中,力学是一门研究物体运动和力的学科。
它主要包括以下几个方面的内容:牛顿三定律•牛顿第一定律(惯性定律):物体在不受外力的情况下保持静止或匀速直线运动。
•牛顿第二定律:物体的加速度与作用在其上的力成正比,与物体的质量成反比。
•牛顿第三定律:任何两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。
动量和动量守恒定律•动量:物体的动量是物体质量与其速度的乘积,用符号p表示,p = mv,其中m为物体的质量,v为物体的速度。
•动量守恒定律:一个封闭系统中,总动量在任意时刻都保持不变。
力和势能•力:力是一个物体对另一个物体施加的作用,常用符号F表示,单位是牛顿(N)。
•势能:势能是一个系统由于其位置而具有的能量。
常见的势能包括重力势能、弹性势能和化学势能。
热学热学是一门研究物体热现象和能量传递的学科。
它主要包括以下几个方面的内容:温度和热量•温度:温度是一个物体冷热程度的度量,常用单位是摄氏度(℃)或开尔文(K)。
•热量:热量是物体之间因温度差而传递的能量。
根据热力学第一定律,热量是一种能量形式,可以从一个系统传递到另一个系统。
热力学过程•等温过程:在等温过程中,系统的温度保持不变,但热量可传递给或从系统中传出。
•绝热过程:在绝热过程中,系统与外界不进行热量交换,因此热量不会进入或离开系统。
•等容过程:在等容过程中,系统的体积保持不变,因此对外界的功为零。
热力学定律•热力学第一定律:热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的表述。
它指出,系统的内能改变等于系统所做的功加热量的代数和。
•热力学第二定律:热力学第二定律描述了热量不能从低温物体自发地转移到高温物体,即热量只能从高温物体转移到低温物体。
大学物理(热学知识点总结)
7、bca为理想气体绝热过程,b1a和b2a是任意过程,则上述两 过程中气体作功与吸收热量的情况是: A) b1a过程放热,作负功;b2a过程放热,作负功. B) b1a过程吸热,作负功;b2a过程放热,作负功. C)b1a过程吸热,作正功;b2a过程吸热,作负功. D) b1a过程放热,作正功;b2a过程吸热,作正功.
[1]、有一定量的理想气体,从初状态 a (P1 、V1 )开始, 经过一个等容过程达到压强为P1 / 4 的 b 态,再经过一个等 压过程达到状态C ,最后经过等温过程而完成一个循环, 求:该循环过程中系统对外作的功A 和所吸收的热量Q。 解:由已知可得: a( P 1 ,V1 )
循环过程
E 0 Q A V V1 1) a b A 0 2) b c A p1 (4V1 V1 ) / 4 3 p1V1 / 4 3) c a A p1V1 ln( V1 / 4V1 ) p1V1 ln4
p (105 Pa) 3 2 1 O A 1 2 C V (103 m3) B
解:(1) A→B:
A1
ΔE1= CV (TB-TA)=3(pBVB-pAVA) /2=750 J Q=A1+ΔE1=950 J. B→C: A2 =0 ΔE2 = CV (TC-TB)=3( PCVC-PBVB ) /2 =-600 J. Q2 =A2 +ΔE2 =-600 J. C→A: A3 = PA (VA-VC)=-100 J.
解( : 1) 等 容 过 程 , A 0, 外 界 对 气 体 作 功 A 0 M i Q E CV T RT M mol 2 0.02 3 8.31 ( 300 290 ) 623 ( J ). 0.004 2 (2)等压过程, E 与 ( 1) 同 。
大一热学章节知识点梳理
大一热学章节知识点梳理热学作为物理学的一个重要分支,主要研究热能与其他形式能量之间的转化关系,以及与物质性质和状态变化之间的关系。
大一热学课程是热学的入门课程,主要内容包括热力学基本概念、热力学定律、热力学循环等。
本文将对大一热学章节中的知识点进行梳理,以便更好地理解和掌握这门课程。
一、热力学基本概念1. 热力学系统:热力学研究的对象,可以是封闭系统、开放系统或孤立系统。
2. 热力学平衡:系统的宏观性质不随时间变化,并且各部分不再相互影响。
3. 温度:物体内部分子热运动的程度,是物体与外界热平衡时的特征量。
4. 内能:物体分子内部的动能和相互作用势能的总和。
5. 热量和功:热传递和功的转化是热力学基本过程。
二、热力学定律1. 热力学第一定律:能量守恒定律,系统的内能变化等于系统所吸收的热量与对外界所作的功之和。
2. 热力学第二定律:热量自然只能从高温物体传递到低温物体,热力学过程具有不可逆性。
3. 热力学第三定律:绝对零度是不可达到的温度,熵在绝对零度下为零。
三、热力学循环1. 卡诺循环:理想热机的一个理论模型,由绝热过程和等温过程组成。
2. 等温扩张和等温压缩:在等温条件下,气体的体积和压强之间的关系。
3. 绝热过程:在没有热量交换的条件下,气体的温度和体积之间的关系。
四、气体状态方程1. 状态方程的定义:描述气体状态的方程,包括理想气体状态方程和实际气体状态方程。
2. 理想气体状态方程:P·V = n·R·T,其中P为气体压强,V为气体体积,n为气体物质的物质量,R为气体常数,T为气体的绝对温度。
3. 实际气体状态方程:根据实验得出的针对不同条件的状况方程,如范德瓦尔斯方程等。
五、相变与物态方程1. 相变的定义:物质由一个物态转化为另一个物态的过程,如凝固、融化、汽化和凝华等。
2. 相变热:相变过程中单位质量物质吸收或者释放的热量。
3. 物态方程:描述物质在不同温度和压强下的状态,如气体状态方程、液体状态方程和固体状态方程等。
大学物理热力学知识点汇总
大学物理热力学知识点汇总热力学是大学物理中的一个重要部分,它研究的是热现象的规律以及与热相关的能量转化和传递。
以下将对大学物理热力学中的关键知识点进行汇总。
一、热力学系统和热力学平衡态热力学系统是指研究的对象,它可以是一个气体、液体或固体,也可以是由多个物体组成的系统。
而热力学平衡态则是指系统的宏观性质在长时间内不随时间变化的状态。
这包括热平衡(系统各部分温度相等)、力学平衡(系统各部分压力相等)、化学平衡(系统内各化学组分的浓度不再变化)。
二、热力学第零定律如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡,那么这两个热力学系统也必定处于热平衡。
这个定律为我们定义了温度的概念,使我们能够通过比较不同系统之间的热平衡来测量温度。
三、热力学第一定律也被称为能量守恒定律,它表明一个热力学系统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之和。
用公式表示为:ΔU = Q + W。
其中,ΔU 是系统内能的变化,Q 是系统吸收的热量,W 是系统对外界所做的功。
在这个定律中,需要注意功的正负。
当系统对外做功时,W 为负;外界对系统做功时,W 为正。
同样,当系统吸收热量时,Q 为正;系统放出热量时,Q 为负。
四、等容过程等容过程是指系统的体积保持不变。
在等容过程中,系统不做功(W = 0),内能的变化等于吸收或放出的热量,即ΔU = Q。
五、等压过程等压过程中系统的压力保持不变。
此时,系统所做的功为 W =pΔV,内能的变化和吸收的热量的关系为ΔU =Q pΔV 。
六、等温过程等温过程中系统的温度保持不变。
在理想气体的等温过程中,内能不变(ΔU =0),系统吸收的热量等于对外界所做的功,即Q =W 。
七、绝热过程绝热过程是指系统与外界没有热量交换(Q =0)。
在绝热过程中,系统做功导致内能变化,即 W =ΔU 。
八、热力学第二定律它有多种表述方式,常见的有克劳修斯表述(热量不能自发地从低温物体传到高温物体)和开尔文表述(不可能从单一热源吸取热量,使之完全变为有用功而不产生其他影响)。
大物知识点总结热学
大物知识点总结热学热学是物理学的一个重要分支,研究热现象及其性质。
热学知识在工程、冶金、地质、环境科学、生物学等领域有着广泛的应用。
下面就热学的基本概念、热力学定律、热传导、热辐射、热力学循环等方面的知识进行总结。
一、热学的基本概念1. 热量和温度热量是物体由于内部分子、原子运动而具有的能量,是能够转移的能量形式。
温度是物体内部分子、原子的平均动能的度量,是热平衡状态下物体性质的一种量度。
2. 内能和热力学功物体内部分子、原子的总动能称为内能,是物体固有的一种能量。
热力学功是由热量和温度差产生的功。
3. 热力学系统和热平衡热力学系统是指与外界有能量交换的物体或物质的集合。
当两个或多个热力学系统之间没有能量交换或能量交换的速率相等时,系统处于热平衡状态。
4. 热力学过程和状态参数热力学过程是指热力学系统在一定条件下,由一个平衡状态转变为另一个平衡状态的过程。
状态参数是用来描述热力学系统状态的参数,比如温度、压强、体积等。
5. 理想气体状态方程理想气体状态方程描述了理想气体的状态参数之间的关系,即PV=nRT,其中P为压强,V为体积,n为摩尔数,R为气体常数,T为绝对温度。
6. 热力学第一定律热力学第一定律表明热量和功是能量的两种形式,能量守恒,即热力学系统的内能变化等于吸收的热量减去对外界做的功。
二、热力学定律1. 热量传递方式热量传递有三种方式:传导、对流和辐射。
传导是通过固体间的分子振动和传递热量,对流是通过流体的对流运动传递热量,辐射是通过空气或真空中的辐射传递热量。
2. 热力学第二定律热力学第二定律表明不可能将热量从低温物体传递到高温物体而不需要外界帮助,即热量不可能自发地从低温物体转移到高温物体。
热力学第二定律也提出了熵增加原理,即孤立系统的熵总是增加,不会减少。
3. 卡诺循环卡诺循环是理想的热力学循环,由等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩组成。
根据卡诺循环,工作在两个不同温度热源之间的热机的效率最大值为1减去两个热源温度的比值。
大学物理热学知识点归纳总结
大学物理热学知识点归纳总结在大学物理中,热学是一个重要的分支学科,研究热与能量的传递、转化以及物体的热性质。
下面将对大学物理热学的知识点进行归纳总结,帮助读者更好地理解和掌握这一领域的知识。
一、热传递1. 热传递方式热传递主要有三种方式:传导、对流和辐射。
传导是通过物质内部的分子碰撞传递能量;对流是通过流体的运动传递能量;辐射是通过波的传播传递能量。
2. 热传导定律热传导可以用傅里叶定律来描述,该定律表示热流密度与温度梯度成正比。
热传导系数是描述物质导热性能的物理量。
3. 对流换热对流换热是通过流体对流传热的现象,常见的例子包括空气对流、水的对流等。
对流换热可以通过牛顿冷却定律进行计算。
4. 辐射换热辐射换热是通过电磁波的辐射传递能量,不需要介质参与。
斯特藩-玻尔兹曼定律描述了辐射换热的关系,还有黑体辐射以及斯特藩定律可用于描述辐射换热的各种特性。
二、热力学1. 温度和热量温度是物体内部分子热运动的强弱程度的度量,用热力学温标来表示;热量是物体之间传递的热能。
2. 理想气体状态方程理想气体状态方程描述了气体的状态参数之间的关系,一般形式为PV = nRT,其中P是气体的压强,V是体积,n是物质的物质量,R是理想气体常数,T是温度。
3. 热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律在热学过程中的表现,表示了热量与功的转化关系。
ΔU = Q - W,其中ΔU是内能变化,Q是吸收的热量,W是对外界做的功。
4. 热力学第二定律热力学第二定律描述了自然界热现象发生的方向性,主要有熵增定律和开尔文定律。
熵增定律指出自发过程的总熵增不会小于零,开尔文定律则根据热机和热泵的运行原理提出了热力学温标的概念。
三、热量传递的应用1. 热膨胀热膨胀是物体随着温度变化而引起的体积、长度等物理量的变化。
线膨胀、面膨胀和体膨胀是常见的热膨胀现象,可以通过热膨胀系数进行定量描述。
2. 热传感器热传感器是利用物体温度变化引起的一些物性变化进行温度测量的装置,如热电偶、热电阻等。
大一大物热学知识点总结
大一大物热学知识点总结一、热力学基本概念热力学是研究热和功之间相互转化关系的学科,主要包括温度、热量、功、内能、热容等基本概念。
1. 温度温度是物体内部粒子的平均动能的度量,常用单位是摄氏度(℃)和开尔文(K)。
2. 热量热量是物体间由于温差而传递的能量,常用单位是焦耳(J)。
3. 功功是由于力对物体的作用而导致的能量转移,常用单位是焦耳(J)。
4. 内能内能是物体的微观粒子的总平均能量,包括物体的热能和势能。
5. 热容热容是物体吸收或释放单位温度变化下的热量,常用单位是焦耳/开尔文(J/K)。
二、热力学定律热力学定律是热力学理论的基础,包括热平衡定律、第一定律、第二定律等。
1. 热平衡定律当两个物体处于热平衡状态时,它们之间不存在热量的净传递,它们的温度相等。
2. 第一定律(能量守恒定律)能量守恒定律指出,一个系统的内能变化等于系统所吸收的热量与所做的功的代数和。
3. 第二定律(熵增定律)熵增定律表明,孤立系统的熵总是增加的,热量自发从高温区传递到低温区,不会出现热量自发从低温区传递到高温区的情况。
三、热力学过程热力学过程是指热力学系统在一定条件下的能量转化过程,包括等温过程、绝热过程、绝热膨胀过程等。
1. 等温过程等温过程指系统与周围保持恒温的过程,此时系统的内能不变,热量与功相互平衡。
2. 绝热过程绝热过程指系统与周围无热量和功传递的过程,此时系统的内能变化只与功有关。
3. 绝热膨胀过程绝热膨胀过程是指系统在绝热条件下从一个状态膨胀到另一个状态的过程,此时系统的内能没有发生变化。
四、热力学循环热力学循环是指一系列热力学过程组成的闭合路径,常见的热力学循环有卡诺循环、斯特林循环等。
1. 卡诺循环卡诺循环是一个由等温过程和绝热过程构成的理想循环,它是一个理论上的极限循环,具有最高效率。
2. 斯特林循环斯特林循环是一种高效率热机循环,通过等温膨胀和等温压缩的过程来完成能量转化。
五、热力学关系式热力学关系式是描述热力学系统性质之间关系的方程,包括理想气体状态方程、热容与熵的关系等。