大学物理小论文(大学物理大作业)
大学物理学 大作业参考解答
静电场中的导体和电介质
大作业参考解答
选择题1：当一个带电导体达到静电平衡时， （A）导体表面上电荷密度较大处电势较高； （B）导体表面曲率较大处电势较高； （C）导体内部的电势比导体表面的电势高； （D）导体内任一点与表面上任一点的电势差等于零。
NIZQ 第1页
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静电场中的导体和电介质
d a
a
E dx
x
d a d ln ln 0 a 0 a
0 q 1 C U U A U B ln d a
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静电场中的导体和电介质
计算题3：如图所示，在一不带电的金属球旁，有一点电荷 +q，金属球半径为R，点电荷+q与金属球球心的间距为d， 试求： （1）金属球上感应电荷在球心处产生的电场强度。 （2）若取无穷远处为电势零点，金属球的电势为多少？
-σ1 σ1 σ2 -σ2
d1 (A) d2 (C) 1
d2 (B) d1 d2 (D) 2 d1
2
d1
d2
1 2 d1 d2 0 0
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静电场中的导体和电介质
填空题1：如图所示，两同心导体球壳，内球壳带 电量+q，外球壳带电量 -2q . 静电平衡时，外球壳 的内表面带电量为 ；外表面带电量 -q 为 。 -q
q CU r C 0U r q 0
U E E0 d
1 1 1q 2 W qU CU r E0 2 2 2C
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2
计算题1：两块相互平行的导体板a和b ，板面积均为S，
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静电场中的导体和电介质
济南大学大学物理大作业完整答案
济南大学大学物理大作业答案完整版第1章 质点运动学§1.3 用直角坐标表示位移、速度和加速度一．选择题和填空题1. (B)2. (B)3. 8 m10 m4. ()[]t t A t ωβωωωββsin 2cos e 22 +--()ωπ/1221+n (n = 0, 1, 2,…) 5. h 1v /(h 1-h 2)二．计算题1解: (1) 5.0/-==∆∆t x v m/s(2) v = d x /d t = 9t - 6t 2 v (2) =-6 m/s (3) S = |x (1.5)-x (1)| + |x (2)-x (1.5)| = 2.25 m2解： =a d v /d t 4=t ，d v 4=t d t⎰⎰=vv 00d 4d tt tv=2t 2v=dx/dt=2t 2t t x txx d 2d 020⎰⎰=x 2=t 3 /3+x 0 (SI)§1.5 圆周运动的角量描述 角量与线量的关系一．选择题和填空题 1. (D) 2. (C)3. 16R t 24rad /s 24. -c(b -ct )2/R二．计算题1. 解： ct b t S +==d /d v c t a t ==d /d v ()R ct b a n /2+=根据题意： a t = a n 即 ()R ct b c /2+=解得 cbc R t -=§1.6 不同参考系中的速度和加速度变换定理简介一．选择题和填空题1. (C)2. (B)3. (A)4.0321=++v v v二．计算题1.解：选取如图所示的坐标系，以V表示质点的对地速度，其x 、y 方向投影为：u gy u V x x +=+=αcos 2v ，αsin 2gy V y y ==v当y =h 时，V的大小为： ()2cos 222222αgh u gh uy x ++=+=V V V V 的方向与x 轴夹角为γ，ugh gh xy +==--ααγcos 2sin 2tg tg 11V V第2章 牛顿定律§2.3 牛顿运动定律的应用一．选择题和填空题 1. (C) 2. (C) 3. (E)4. l/cos 2θ5. θcos /mgθθcos sin gl二．计算题1. 解：质量为M 的物块作圆周运动的向心力，由它与平台间的摩擦力f和质量为m 的物块对它的拉力F的合力提供．当M 物块有离心趋势时，f 和F 的方向相同，而当M 物块有向心运动趋势时，二者的方向相反．因M 物块相对于转台静止，故有F + f max =M r max ω2 2分 F － f max =M r min ω2 2分m 物块是静止的，因而F = m g 1分 又 f max =μs M g 1分 故2.372max =+=ωμM Mgmg r s mm 2分 4.122min=-=ωμM Mg mg r s mm 2分γ v2. 解：球A 只受法向力N 和重力g m，根据牛顿第二定律法向： R m mg N /cos 2v =-θ ① 1分 切向： t ma mg =θsin ② 1分由①式可得 )/c o s (2R g m N v +=θ 1分 根据牛顿第三定律，球对槽压力大小同上，方向沿半径向外． 1分 由②式得 θsin g a t = 1分三．理论推导与证明题 证：小球受力如图，根据牛顿第二定律tm ma F k mg d d vv ==--t mF k mg d /)(d =--v v初始条件： t = 0, v = 0．⎰⎰=-tt F)/m k mg 00d (d v -v v∴ k F mg mkt /)e1)((/---=v第3章 功和能§3.3 动能定理一．选择题和填空题 1. (B) 2. (C)3. 1.28×104 J4. 18 J 6 m/s二．计算题1. 解：用动能定理，对物体⎰⎰+==-402402d 610d 021x x x F m )(v 3分3210x x +=＝168解出 v ＝13 m/s 2分§3.4（1）势能一．选择题和填空题1.(C)2. 20kx2021kx -2021kx3. R GmM 32RG m M 3-4. 保守力的功与路径无关W = -ΔE P二．计算题1. 解：(1) 外力做的功＝31 J 1分(2) 设弹力为F ′= 5.34 m/s 1分(3) 此力为保守力，因为其功的值仅与弹簧的始末态有关． 2分§3.4（2）机械能守恒定律一．选择题和填空题1. (C)2.)(mr k )2(r k -二．计算题1. (1)建立如图坐标.某一时刻桌面上全链条长为y ,则摩擦力大小为g lymf μ= 1分 摩擦力的功 ⎰⎰--==00d d a l a l f y gy lmy f W μ 2分=022a l y l mg -μ =2)(2a l lmg--μ 2分 (2)以链条为对象，应用质点的动能定理 ∑W ＝222121v v m m-其中 ∑W = W P ＋W f ，v 0 = 0 1分W P =⎰la x P d =la l mg x x l mg la 2)(d 22-=⎰ 2分al -a⎰⎰⋅+==21d )4.388.52(d 2x x xx x xF W ⎰⎰⋅=-==1212d d 21'2x x x x Wx F x F m v 3分3分由上问知 la l mg W f 2)(2--=μ所以222221)(22)(v m a l l mg l a l mg =---μ 得 []21222)()(a l a l lg ---=μv 2分 2. 解：把卸料车视为质点．设弹簧被压缩的最大长度为l ，劲度系数为k ．在卸料车由最高点下滑到弹簧压缩最大这一过程中，应用功能原理有h G kl h G 12121sin 2.0-=-α ① 2分对卸料车卸料后回升过程应用功能原理，可得：22221sin 2.0kl h G h G -=-α ② 2分由式①和②联立解得： 372.030sin 2.030sin 21=-︒+︒=G G 1分第4章 冲量和动量§4.2 质点系的动量定理一．选择题和填空题 1. (D) 2. (C)3. 18 N ²s二．计算题1. 解：设在某极短的时间t ∆内落在传送带B 上矿砂的质量为m ，即m=q mt ∆，这时矿砂动量的增量为（参看附图）图1分12v v vm m m -=∆)( 1212221s m kg 98.375cos 2)(-⋅⋅∆=︒-+=∆t q m m m v v v v v 2分设传送带作用在矿砂上的力为F，根据动量定理)(v m t F ∆=∆ 于是 N 2.213.98/)(==∆∆=m q t m F v2分 方向： ︒==︒∆2975θ,sin sin )(θm m 2v v 2分由牛顿第三定律，矿砂作用在传送带B 上的（撞击）力与F大小相等方向相反，即等于2.21 N ，偏离竖直方向1︒，指向前下方． 1分§4.3 质点系动量守恒定律一．选择题和填空题 1. (C)2. 4.33 m/s ；与A 原先运动方向成 -30° 3.二．计算题1. 解：这个问题有两个物理过程：第一过程为木块M 沿光滑的固定斜面下滑，到达B 点时速度的大小为θsin gl 21=v 1分方向：沿斜面向下第二个过程：子弹与木块作完全非弹性碰撞．在斜面方向上，内力的分量远远大于外力，动量近似守恒，以斜面向上为正，则有V v v )(cos M m M m +=-1θ 3分Mm gl M m +-=θθsin cos 2v V 1分2. 解：(1) 因穿透时间极短，故可认为物体未离开平衡位置．因此,作用于子弹、物体系统上的外力均在竖直方向，故系统在水平方向动量守恒．令子弹穿出时物体的水平速度为v '有 m v 0 = m v +M v 'v ' = m (v 0 - v )/M =3.13 m/s 2分 T =Mg+M v 2/l =26.5 N 2分(2) s N 7.40⋅-=-=∆v v m m t f (设0v方向为正方向) 2分负号表示冲量方向与0v方向相反． 2分第5章 刚体力学基础 动量矩§5.2 力矩 刚体绕定轴转动微分方程量一．选择题和填空题 1. (C) 2. (B) 3.（B)4. 6.54 rad / s 24.8 s5. 62.51.67ｓ6. 0.25 kg ²m 2二．计算题1. 解：(1) ∵ mg －T ＝ma 1分TR ＝J β 2分 a ＝R β 1分 ∴ β = mgR / (mR 2＋J )()R M m mgMR mR mgR +=+=222122 ＝81.7 rad/s 2 1分 方向垂直纸面向外． 1分211m m t F +∆22211m t F m m t F ∆∆++(2) ∵βθωω2202-=当ω＝0 时， rad 612.0220==βωθ物体上升的高度h = R θ = 6.12³10-2 m 2分(3)==βθω210.0 rad/s方向垂直纸面向外. 2分2. 解：(1) 0＝ω 0＋β tβ＝－ω 0 / t ＝－0.50 rad ²s -2 2分 (2) M r ＝ml 2β / 12＝－0.25 N ²m 2分 (3) θ10＝ω 0t ＋21β t 2＝75 rad 1分§5.3 绕定轴转动刚体的动能 动能定理一．选择题和填空题 1. (D) 2. (A) 3.（D)4. 6π rad/s 237 J5. 角动量gl mM 334二．计算题1.解：选泥团和杆为系统，在打击过程中，系统所受外力对O 轴的合力矩为零，对定轴O 的角动量守恒，设刚打击后两者一起摆起的角速度为ω，则有 1分ωJ lm lm +=v v 110 ① 2分其中 2/l ⋅=ωv ② 1分在泥团、杆上摆过程中，选杆、泥团、地球为系统，有机械能守恒．当杆摆到最大角度θ 时有()()222121cos 121ωθJ m l g m M +=-+v ③ 3分联立解以上三式可得()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡++-=-gl M m m M m 4331cos 221v θ 3分2.解：(1) 将转台、砝码、人看作一个系统，过程中人作的功W 等于系统动能之增量： W ＝∆E k ＝212210222204)21(214)21(21n ml J n ml J π+-π+2 4分 这里的J 0是没有砝码时系统的转动惯量．(2) 过程中无外力矩作用，系统的动量矩守恒：2π(J 0＋2121ml ) n 1 = 2π (J 0＋2221ml ) n 2 ∴ ()()1222212102n n n l n l m J --= 4分(3) 将J 0代入W 式，得 ()2221212l l n mn W -π= 2分a§5.4 动量矩和动量矩守恒定律一．选择题和填空题 1. (C) 2. (B) 3.（C) 4.（D)5. 031ω6. ()212m R J m r J ++ω 7. ()l m M /3460+v二．计算题1. 解：将杆与两小球视为一刚体，水平飞来小球与刚体视为一系统．由角动量守恒得 1分ωJ l m lm +-=3223200v v （逆时针为正向） ① 2分 又 22)3(2)32(l m l m J += ② 1分将②代入①得 l230v =ω 1分2. 解：(1) 设当人以速率v 沿相对圆盘转动相反的方向走动时，圆盘对地的绕轴角速度为ω，则人对与地固联的转轴的角速度为R R v v221-=-='ωωω ① 2分 人与盘视为系统，所受对转轴合外力矩为零，系统的角动量守恒． 1分设盘的质量为M ，则人的质量为M / 10，有：ωωω'⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+22022211021211021R M MR R M MR ② 2分 将①式代入②式得：R2120v+=ωω ③ 1分(2) 欲使盘对地静止，则式③必为零．即ω0 +2v / (21R )＝0 2分 得： v ＝－21R ω0 / 2 1分式中负号表示人的走动方向与上一问中人走动的方向相反，即与盘的初始转动方向一致．1分3. 解：(1) 角动量守恒：ω⎪⎭⎫ ⎝⎛'+='2231l m ml l m v 2分∴l m m m ⎪⎭⎫ ⎝⎛'+'=31vω＝15.4 rad ²s -1 2分(2) －M r ＝(231ml ＋2l m ')β 2分0－ω 2＝2βθ 2分∴ rM l m m 23122ωθ⎪⎭⎫ ⎝⎛'+=＝15.4 rad 2分答案 第六章 振动§6.1-1简谐振动 振幅 周期和频率 相位1-2.BB3. 1.2 s 1分; －20.9 cm/s 2分.4. 0.05 m 2分; -0.205π（或-36.9°）2分.5. )212cos(π-πT t A 2分; )312cos(π+πT t A 2分.二计算题1. 解: (1) v m = ωA ∴ω = v m / A =1.5 s -1∴ T = 2π/ω = 4.19 s 3分(2) a m = ω2A = v m ω = 4.5³10-2m/s 2 2分(3) π=21φ x = 0.02)215.1cos(π+t (SI) 3分 2. 解：(1) 1s 10/-==m k ω 1分, 63.0/2=π=ωT s 1分(2) A = 15 cm ，在 t = 0时，x 0 = 7.5 cm ，v 0 < 0 由 2020)/(ωv +=x A 得 3.12020-=--=x A ωv m/s 2分π=-=-31)/(tg 001x ωφv 或 4π/3 2分;∵ x 0 > 0 ，∴ π=31φ(3) )3110cos(10152π+⨯=-t x (SI) 2分§6.1-2简谐运动的能量1-3:DBD4. b ，f 2分; a ，e 2分.5. 9.90³102 J 3分§9-3旋转矢量1-6:BBBBCA7. π 1分; - π /2 2分; π/3． 2分.8. 10 cm 1分; (π/6) rad/s 1分; π/3 1分. 二.计算题1. 解：旋转矢量如图所示． 图3分由振动方程可得 π21=ω，π=∆31φ 1分667.0/=∆=∆ωφt s 1分2. 解：(1) 设振动方程为 )cos(φω+=t A x-由曲线可知 A = 10 cm , t = 0，φcos 1050=-=x ，0sin 100<-=φωv 解上面两式，可得 φ = 2π/3 2分由图可知质点由位移为 x 0 = -5 cm 和v 0 < 0的状态到x = 0和 v > 0的状态所需时间t = 2 s ，代入振动方程得 )3/22c o s (100π+=ω(SI) 则有2/33/22π=π+ω，∴ ω = 5 π/12 2分 故所求振动方程为：)3/212/5cos(1.0π+π=t x (SI) 1分 3. 解：依题意画出旋转矢量图3分。
物理光学大——光纤马赫泽德干涉测力方法方案
个人资料整理仅限学习使用物理光学大作业题目基于光纤马赫-泽德干涉的测力方法设计班号*******学号**********学生姓名********哈尔滨工业大学摘要：设计了一种利用光纤马赫—泽德干涉的测力的方法。
固定在弹性元件上的光纤随弹性元件的受力形变而发生形变，从而引起相位的变化。
由相位的变化可以得出形变的大小，再根据胡克定律，可得弹性元件受力大小。
关键词：光纤马赫—泽德干涉；测力；胡克定律1 引言自1881年迈克尔逊发明迈克尔逊干涉仪以来，将光的干涉现象用于测量变得简单可行，此后又出现了萨格纳克干涉仪、马赫—泽德干涉仪、法布里—泊罗干涉仪等一些干涉仪。
这些干涉仪与1960年出现的激光结合能提供一种前所未有精确、快速、非接触的测量。
由于干涉光路的搭建非常困难，使得这些干涉仪在复杂的外界环境中的应用受限。
光纤的出现改变了这一情况。
使用光纤可以方便的改变光路，用光纤搭建上述干涉仪的干涉光路就可以构成相应的光纤干涉仪。
在光纤通讯中，光纤作为传输介质传输信息。
在传输过程中，光纤易到外界因素的干扰，如温度，压力等，这些变化会导致光波参数(强度、相位、频率、偏振态等>发生变化。
于是可以通过测量光波参数的变化，就可以知道外界物理参数的变化，由此就产生了光纤传感技术。
2光纤传感器简介光纤传感器以光学测量为基础，以光纤为传光或传感的媒体将被测量的变化转换成光波的变化。
实际上，只要能使光波强度、频率、相位和偏振态四个参数之一随被测量变化，即使四量之一被待测量调制，再结合光探测器和解调器便可测出被测量。
这便是光纤传感器的基本工作原理。
光纤传感器可分为光强调制，相位调制，偏振态调制和频率调制四种形式。
其中常用的是光强调制和相位调制。
按光纤在传感器中所起的作用，光纤传感器又分为功能型(传感型>、非功能型(传光型>和拾光型光纤传感器三类。
功能型光纤传感器中的光纤不仅起着传输光波的作用，而且还作为敏感元件感受被测量的变化。
物理学与人类文明大作业论文格式样式
名册序号：（）平时成绩：作业成绩：总成绩：物理学与人类文明（选修）大作业题目：相对论学号：姓名：周明东班级：计科A2日期：年月日一相对性原理爱因斯坦的成功在于他意识到了问题的根源在于对时间的根本看法上，他说：“我的求解之道的确是为了搞清楚时间这一概念本身，即时间并不是绝对地加以定义的东西，而是在时间和信号速度之间有着不可分割的联系，在我认清这一点五周后，我就完成了狭义相对论。
”同时性是相对的，意味着两个处在相对运动中的物体对于事件发生的时间的看法不会是一致的。
这也意味着，两个分开某个距离并在一个特定的参考系中同步的时钟对相对于该参考系中运动的观察者来说不再是同步的。
设有一个牛顿力学方程在其中有效的坐标系。
为了使我们的述比较严谨，并且便于将这坐标系同以后要引进来的别的坐标系在字面上加以区别，我们叫它“静系”。
如果一个质点相对于这个坐标系是静止的，那么它相对于后者的位置就能够用刚性的量杆按照欧儿里得几何的方法来定出，并且能用笛卡儿坐标来表示。
如果我们要描述一个质点的运动，我们就以时间的函数来给出它的坐标值。
现在我们必须记住，这样的数学描述，只有在我们十分清楚地懂得“时间”在这里指的是什么之后才有物理意义。
我们应当考虑到：凡是时间在里面起作用的我们的一切判断，总是关于同时的事件的判断。
比如我说，“那列火车7点钟到达这里”，这大概是说：“我的表的短针指到7同火车的到达是同时的事件。
”也许有人认为，用“我的表的短针的位置”来代替“时间”，也许就有可能克服由于定义“时间”而带来的一切困难。
事实上，如果问题只是在于为这只表所在的地点来定义一种时间，那么这样一种定义就已经足够了；但是，如果问题是要把发生在不同地点的一系列事件在时间上联系起来，或者说——其结果依然一样——要定出那些在远离这只表的地点所发生的事件的时间，那么这样的定义就不够了。
当然，我们对于用如下的办法来测定事件的时间也许会成到满意，那就是让观察者同表一起处于坐标的原点上，而当每一个表明事件发生的光信号通过空虚空间到达观察者时，他就把当时的时针位置同光到达的时间对应起来。
学生期末物理总结论文
学生期末物理总结论文物理作为一门基础学科，对于培养学生的科学素养和提升其科学思维能力有着重要的作用。
本学期的物理课程内容丰富多样，涵盖了力学、热学、电磁学等方面的知识。
通过学习物理，我深刻认识到物理在日常生活中的普遍运用和其在科学研究中的重要地位。
在本学期的物理学习中，我掌握了一定的物理实验的基本技能，并且学会了如何用科学的方法来理解和解决问题，收获颇丰。
首先，本学期学习的力学部分是物理学习的基础。
在力学中，我们学习了牛顿定律、运动学、动力学等内容。
通过学习这些内容，我对物体的运动有了更深入的理解。
牛顿定律告诉我们，物体的运动状态由施加在其上的力决定。
也就是说，只有当物体受到力的作用时，才会有运动的变化。
力学的学习使我明白了牛顿定律的重要性，并且能够运用它来解决实际问题。
例如，我们在学习了牛顿第三定律之后，了解到力是成对出现的，并且大小相等方向相反。
这一定律让我明白，人舒展双臂时，双臂向外用力，同时地面给予双臂向内的力。
这种力的平衡和对立让我们的双臂保持在一个平衡的状态。
其次，热学是物理学习中的一个重要内容。
热学是研究热量传递和转化的学科，我们学习了热力学基本定律、热量传导、热量交换等知识。
通过学习热学，我深入了解了热量的概念和它在日常生活中的应用。
在学习了热力学基本定律之后，我明白了热量传递的规律，并能够正确地运用热力学基本定律解决实际问题。
例如，我们在学习了热传导时，了解到固体内部的热传导通过固体原子之间的碰撞和电子传导完成。
这一知识的学习让我了解到，金属传导热量的速度要远远快于非金属物质传导热量的速度，这也是为什么铜制品在制作饭锅时热传导速度更快的原因。
最后，电磁学是物理学习中的又一个重要内容。
电磁学研究电荷在电场和磁场中的运动规律。
我们学习了静电场、电流、磁场等知识。
通过学习电磁学，我明白了电磁现象的规律和它在科学技术发展中的重要性。
例如，我们在学习电荷分布和间距对静电场的影响时，了解到同性电荷之间的排斥，异性电荷之间的吸引。
面向新世纪课程教材大学物理大作业答案——刚体力学作业
L2
−
L1
=
J 2ω2
−
J1ω1
质点的动量定理
dpr
=
r F
⋅
dt
∫ r
I
=
tr F ⋅ dt =
t0
pr − pr0 = mvr − mvr0
三、刚体的角动量守恒定律
1. 角动量守恒定律
∫ 由角动量定理
r M
当
r M外
=
0
时，
外
d
t r
ΔL
= =
Δ 0
r L
r L
=
恒矢量
P.6
1
区分两类冲击摆
(1)
大作业题解
刚体力学
第3章 刚体力学基础
一、对转轴的力矩
r M
=
rr
×
r F
单位：N·m
r M
=
rr
×
r F⊥
r M
=
rr
×
r F
大小: 方向:
M = Frsinϕ
rr
→
r F
右旋前进方向
二、定轴转动定律
M z = Jβ
P.2
转动惯量(moment of inertia)
∑ 1. 定义 J = iri2mi 单位: kg ⋅ m 2
l/4 O
[ A]
mg l = 1 Jω 2 J = 7 ml 2
22
48
⇒ ω = 4 3g 7l
P.11
9．如图所示，一人造卫星到地球中心C的最大距离和
最小距离分别为RA和RB。设人造卫星对应的角动量分
别为LA和LB，动能分别为EkA和EkB，则有
(A) LB > LA，EkB > EkA
西安交通大学传热学大作业---二维温度场热电比拟实验
二维导热物体温度场的数值模拟一、物理问题有一个用砖砌成的长方形截面的冷空气通道，其截面尺寸如下图1-1所示，假设在垂直于纸面方向上用冷空气及砖墙的温度变化很小，可以近似地予以忽略。
在下列两种情况下试计算： 砖墙横截面上的温度分布；垂直于纸面方向的每米长度上通过砖墙的导热量。
第一种情况：内外壁分别均匀维持在0℃及30℃； 第二种情况：内外壁均为第三类边界条件，且已知：Km K m W h C t Km W h C t ∙=∙=︒=∙=︒=∞∞/35.0/93.3,10/35.10,30222211λ砖墙导热系数二、数学描写由对称的界面必是绝热面，可取左上方的四分之一墙角为研究对象，该问题为二维、稳态、无内热源的导热问题。
控制方程：02222=∂∂+∂∂y tx t边界条件： 第一种情况：由对称性知边界1绝热： 0=w q ； 边界2为等温边界，满足第一类边界条件： C t w ︒=0；1-1图2-1图边界3为等温边界，满足第一类边界条件： C t w ︒=30。
第一种情况：由对称性知边界1绝热： 0=w q ；边界2为对流边界，满足第三类边界条件： )()(2f w w w t t h n tq -=∂∂-=λ； 边界3为对流边界，满足第三类边界条件： )()(2f w w w t t h ntq -=∂∂-=λ。
三、方程离散用一系列与坐标轴平行的间隔0.1m 的二维网格线将温度区域划分为若干子区域，如图1-3所示。
采用热平衡法，利用傅里叶导热定律和能量守恒定律，按照以导入元体（m,n ）方向的热流量为正，列写每个节点代表的元体的代数方程，第一种情况： 边界点：边界1（绝热边界）：5~2)2(411,11,12,1,m =++=+-m t t t t m m m ， 11~8)2(411,161,16,15,16=++=+-n t t t t n n n n，3-1图边界2（等温内边界）： 7,16~7;7~1,6,0,=====n m n m t nm边界3（等温外边界）： 12,16~2;12~1,1,30,=====n m n m t n m内节点：11~8,15~6;11~2,5~2)(411,1,,1,1,====+++=-+-+n m n m t t t t t n m n m n m n m n m第二种情况 边界点：边界1（绝热边界）： 5~2)2(411,11,12,1,m =++=+-m t t t t m m m ， 11~8)2(411,161,16,15,16=++=+-n t t t t n n n n ，边界2（内对流边界）：6~1)2(222111,61,6,5,6=++++=∆∆-+n Bi t Bi t t t t n n n n ，16~7)2(2221117,17,18,7,=++++=∆∆-+m Bi t Bi t t t t m m m m ，边界3（外对流边界）：11~1)2(2222221,11,1,2,1=++++=∆∆-+n Bi t Bi t t t t n n n n，16~2)2(22222212,112,111,12,=++++=∆∆-+m Bi t Bi t t t t m m m m ，内角点： )3(22)(21116,67,78,67,57,6+++++=∆∆Bi t Bi t t t t t外角点：)1(222211,112,212,1+++=∆∆Bi t Bi t t t内节点：11~8,15~6;11~2,5~2);(411,1,,1,1,====+++=-+-+n m n m t t t t t n m n m n m n m n m（10,22121==∆=∞∆t t xh Bi λ；30,21212==∆=∞∆t t xh Bi λ）四、编程思路及流程图编程思路为设定两个二维数组t(i,j)、ta(i,j)分别表示本次迭代和上次迭代各节点的温度值，iter （实际编程时并未按照此名称来命名迭代步长）表示迭代进行的次数, 1Q 、2Q 分别表示外边界、内边界的散热量。
大学物理大作业力学答案
k
0势能面
整个过程:G,-kx做功,机
械能守恒.
初始时刻机械能：mgh
何处动能最大
最大动能处在平衡位置.
x
mg kx
列机械能守恒方程:
mgh
1 2
k x2
Ek
mgx
Ek
mgh
m2g 2k
2
大作业:P6
一.选择题和填空题 7.劲度系数为k的轻弹簧,一端与倾角为a的斜面上的固定挡板A相 接,另一端与质量为m的物体B相连.O点为弹簧没有连物体，长度 为原长时的端点位置，ａ点为物体Ｂ的平衡位置．现在将物体 Ｂ由ａ点沿斜面向上移动到ｂ点（如图所示）．设ａ点与Ｏ点， ａ点与ｂ点之间的距离分别为ｘ１和ｘ２，则在此过程中，由 弹簧，物体Ｂ和地球组成的系统势能的增量
W
b a
F • dl
G rb
ra 0
Mm r3
r•
dl
G rb
ra 0
Mm rdr r3
G rb
ra 0
Mm dr r2
零势点
Epa a F保 dr
Mm
Mm
[(G0
W (G
rb ) (G0 ra
Mm ) R
(G
Mm 3R
(1) dv / d t a ， (2) dr / dt v
(3) dS / d t v ，
(4) dv/ dt at
(A) 只有(1)、(4)是对的．
(B) 只有(2)、(4)是对的．
(C) 只有(2)是对的．
(D) 只有(3)是对的．
热力学大作业水-乙醇共沸分析
热⼒学⼤作业⽔-⼄醇共沸分析化⼯热⼒学结业⼩论⽂课程名称：化⼯热⼒学指导⽼师：专业班级：学⽣姓名：学号：⽇期：2012/12/31、计算101.325kpa 下，⼄醇（1）-⽔（2）体系⽓液平衡数据2、判断是否有共沸组成并计算该点组成及温度；并与⽂献数据对⽐3、怎样才能从20wt%稀酒精得到⽆⽔⼄醇以作为汽车燃料？计算⽓液平衡数据⽅法（步骤）： 1、由C2H5OH 以及H2O ，查得两物质临界参数Tc1、Tc2、Pc1、Pc2、ω查得antonio ⽅程中C2H5OH 和H2O 参数A1,B1,C1,A2,B2,C2，进⼊2 2、利⽤总压强P 总=101.325kpa ，带⼊antonio ⽅程iii s i C T B A p +-=ln 得T1,T2，进⼊3 3、假设x1，x2数据，从⼩到⼤假设，并取0.01为间隔，逐次递增，由T=T1*x1+T2*x2，并另各V i初值均为1，进⼊4 4、将T 值带⼊antonio ⽅程iii si C T B A p +-=ln 可得Ps1和Ps2，进⼊5 5、选择NRTL ⽅程，计算γi ，进⼊66、利⽤两物质临界参数以及T 、P 值计算Tr1，Tr2，Prs1，Prs2，再利⽤对⽐态法（计算逸度系数的对⽐态法）计算⽓态混合物各组元i 的逸度系数，进⼊77、利⽤平衡⽅程，Vi si S i i i i P P x y ?γ?=计算y1、y2，进⼊88、计算y1+y2的值，并判断是否进⾏迭代9、将yi 归⼀化，利⽤混合物维⾥⽅程（计算混合物逸度系数的维⾥⽅程）结合混合规则计算各Vi，返回7 10、判断y1+y2是否与8的值不同，“是”返回6，“否”进⼊11 11、计算y1+y2，判断是否为1，“否”进⼊12，“是”进⼊1312、调整T 值，如果y1+y2⼤于1，则把T 值变⼩，如果y1+y2⼩于1，则把T 值变⼤，并返回413、得出T 、所有yi 值，并列出表格，进⼊1414、将所有按从⼩到⼤顺序假设的Xi 值所对应的Yi 值求出，并作出T-X-Y 图，进⼊15 15、结束x-y与温度、泡点、露点的数据X-Y图T-X-Y图从⽂献查值，常压下，⼄醇的沸点为78.1℃，⽔的沸点为100摄⽒度，⼄醇和⽔的⼆元共沸沸点为78.1摄⽒度，⼆元共沸组成：⽔4.4%，⼄醇95.5%。
大学物理大作业答案(2024)
引言概述：正文内容：一、力学1.牛顿三定律的应用解释牛顿第一定律的原理，并给出实际应用的例子。
找出物体的质心，并计算其位置坐标。
利用牛顿第二定律计算物体所受的合力和加速度。
2.作用力和反作用力解释作用力和反作用力的概念，并给出相关案例。
计算物体所受的作用力和反作用力的大小和方向。
应用牛顿第三定律解决实际问题。
3.动能和动能守恒计算物体的动能，并解释其物理意义。
说明动能守恒定律的原理，给出相应的实例。
利用动能守恒定律解决能量转化问题。
4.力学振动和波动解释简谐振动的特征和公式，并计算相关参数。
介绍波的基本概念和性质，并给出波动方程的解释。
分析机械波的传播和干涉现象。
5.万有引力和天体运动介绍万有引力定律的公式和原理。
计算引力和重力的大小和方向。
描述行星运动的轨道和速度，并解释开普勒定律。
二、热学1.理想气体定律和状态方程解释理想气体和实际气体的区别。
推导理想气体定律，解释每个变量的含义。
计算理想气体的性质和状态。
2.热力学第一定律和功解释热力学第一定律的原理，并给出相应公式。
计算系统的内能变化和热量的传递。
分析功的定义和计算方法。
3.热力学第二定律和熵介绍热力学第二定律的概念和表述方法。
计算熵的变化和热力学过程的可逆性。
解释热力学第二定律对能量转化的限制。
4.热传导和热辐射分析热传导的机制和方法，并计算热传导的速率。
描述热辐射的特性和功率密度。
利用热传导和热辐射解决实际问题。
5.热力学循环和效率给出常见热力学循环的定义和示意图。
计算热力学循环的效率和功率输出。
分析热力学循环的改进方法和应用。
三、电磁学1.静电场和电势描述静电场的特性和形成原理，并给出电势的定义。
计算电场和电势的大小和方向。
利用电势差解决电荷移动和电场中的工作问题。
2.电场和电场强度推导库仑定律和电场强度公式。
计算由点电荷、带电导体和带电平面产生的电场。
分析电场中带电粒子受力和加速度。
3.电容和电容器解释电容和电容器的概念和原理，并计算其电容量。
大学物理化学(上)论文
物理化学论文一个学期就这样马上就过去了，我们对物理化学这门课也有了系统的学习。
对于物理化学这门课，我最大的感觉就是抽象，物化不像无机化学，每一个反应都能通过化学反应实验真实的反映出来，物化更多的是理论上的东西，在刚刚开始学物化的时候，我几乎被一大堆偏微分关系式所吓晕。
虽然高中时就学过物理，进入大学时也学习过一个学期的大学物理，但由于成绩一直不理想，所以对于物理化学一学是真直都存在恐惧心理的。
尤其是看那一大堆偏微分的公式，更是让我觉得头痛。
然而通过阅读以及对以前高数的复习，我慢慢地能理解偏微分的含义了。
由于物化是一门交叉性的学科，因此我们除了上课要认真听讲外，更重要的是联系以前学习过的知识，将它们融会贯通，这才能学习好物化。
所以对物化的学习，需要靠理解，领悟，不过，认真的记住每一个公式也是很重要的，所以我先总结一下物化的学习心得：勤于思考：十分重视教科书，把其原理、公式、概念、应用一一认真思考，不粗枝大叶，且眼手并用，不放过细节，如数学运算。
对抽象的概念如熵等千方百计领悟其物理意义，甚至不妨采用形象化的理解。
适当地与同学老师交流、讨论，在交流中摒弃错误。
二、认真听讲：要抓住老师上课讲的重点知识，了解物化学习过程中的难点，思考老师是怎样理解书本中内容的，一定要紧跟老师的思路，不能松懈。
三、勤于总结：物理化学这门课知识点多，内容零散复杂，但是知识前后联系又很紧密，所以一定要善于总结，把前后知识联系在一起。
四、善于联系实际：学习并不是一味的学习，还需要关注、联系生活中得事物。
学习的目的是什么?以为学习就是把书本上的知识掌握，能够很便利的运用知识解决所有题目，这就是学习的目的，但现在发现，学习的目的是与生活分不开的，所以当熟练掌握书本知识后，不但学会解决联系题目，重要是懂得怎样把这些知识是运用到生活中或与生活联系。
在这门课中，我们主要学习了热力学部分的知识，在热力学中，我们学习了热力学三大定律，以及它们之间的相互关系，还掌握了几个状态函数的求解方法。
中科大计算热物理4.3大作业
误差函数演化：
2 / 14
《计算热物理》4.3 大作业
中国科学技术大学
林某人
i1, j
4 0 0 i01, j i0, j 1 i0, j 1 1 2 i 1, j 2 i, j X X
ik X X 4 0 = e e ik X X eikY Y e ikY Y 1 2 2 i, j X X 4 0 = 2 cos k X X 2 cos kY Y 1 2 2 i, j X X gi0 ,j
中间节点的离散方程： P
0.25 E W N S
左边界节点的离散方程： B
0.25 2 E N S 0.05
右边界节点的离散方程： B 得到计算结果如下： 计算时间：27.0934 秒 迭代次数：197 温度数值分布：
在无量纲化条件下求解。 解： T (T1 T0 ) ; t ( c H 2 ) ; x H X ; y H Y
2T T T1 T0 X T1 T0 2 x 2 x x X H X x H 2 X 2 2T T1 T0 2 同理： 2 y H 2 Y 2
（b）用 ADI 格式离散。 解：空间导数都取二阶中心差，交替对 x, y 取隐式。
* * P S 2 P N E 2 P W P X 2 Y 2 2 * * * P P S 2 P N E 2 P W X 2 Y 2 2
0
e
大学物理演示实验论文 (2)
大学物理演示实验论文学生姓名：学号：学院：专业班级：日期：一.人造火焰实验现象及心得体会1. 实验现象：仪器下部是由半透明的材料制成的碳火造型，中间有一条透光缝，在缝的下部有一根横轴，轴的四周镶满不同反射方向的小反光片。
光源的光照到反光片上，随着轴的转动，光被随机地反射出来，让观察者感到好象有火苗存在。
当一束平行的入射光线射到粗糙的表面时,表面会把光线向着四面八方反射,所以入射线虽然互相平行,由于各点的法线方向不一致,造成反射光线向不同的方向无规则地反射,这种反射称之为“漫反射”或“漫射”。
“火焰”的颜色是由背灯的颜色决定的,火焰的亮度差别是由反光点与屏幕的距离决定的,动态的火苗是由动态漫反射呈现出来的。
例如,阳光射到镜子上,迎着反射光的方向可以看到刺眼的光。
如果阳光射到白纸上,无论在哪个方向,都不会感到刺眼。
2. 心得体会：木炭逼真形象的成因,仪器中的“木炭”是塑料薄膜压制炭而成的。
塑料板后面是红色的背灯,塑料板不同的位置厚度成不不同,灯光通过厚的地方看到的效果是偏暗的区域,灯光通通过薄的地方看到的效果是明亮的区域,只要精心的设计好好塑料板的模具,就可以逼真的呈现出燃烧的木炭的形象了。
为了使火苗从炭火堆中窜出,在炭火模型模的后面放置一面反射镜,上面刻有火苗状的透光镜,炭火模炭型与其镜中的像形成对称结构,中间形成一条透光缝,在缝缝的下部形成一根横轴,轴的四周镶满不同反射方向向的小反光片,光源的光照射到反光片上,光源的光照到反反光片上,随着轴的转动,光被随机的反射出来,让我们看到了火苗的存在。
不过此次实验唯一的遗憾就是没有打开仪器的加热开关，没能感受到火炉的温度。
通过学习光学实验,观察各种光怪陆离的实验现象,不不仅增加了自己对于光学实验的兴趣,而且能把课上所学的的关于衍射,干涉,偏振等的知识应用到实际之中,加深了自己对于课堂内容的深刻理解,也有助于今后进一步的理论学习。
本次演示实验,受益匪浅。
二.跳环式楞次定律实验现象及心得体会1.实验现象：1）闭合铝环的演示打开演示仪电源开关，将闭合铝环套入铁棒内按动操作开关。
课程期末大作业(具体内容 格式 与要求)
课程期末大作业（期末总评的卷面成绩）1、作业形式：●以小论文的形式（格式无具体限制），对所选论题进行分析。
2、选题规则：1、请分析美国与欧盟国家在指导企业会计实务的会计原则或法规的制定上有什么不同，并且这些会计思维上的不同导致了哪些实务上的重大差异？（2000字左右，要求分析合理，逻辑通顺，必须讲清楚理由或原因！）2、你认为今后的国际间会计发展会走一条什么样的道路？在这中间，发展中国家（尤其是中国）会处于什么样的地位，将扮演什么样的角色或起到什么作用？（2000字左右，要求分析合理，逻辑通顺，必须讲清楚理由或原因！）3、美国在进入21世纪后，其资本市场中发生了一系列涉及财务与会计的丑闻，美国政府也随后对其公司法以及会计法规做出了重大修改。
这些变化会对今后的国际会计趋同产生什么样的影响？（2000字左右，要求分析合理，逻辑通顺，必须讲清楚理由或原因！）4、你认为是什么因素导致了欧盟颁布法令要求其各成员国的上市公司所编合并会计报表必须遵循国际财务报告准则（IFRSs）的要求？这一举措将对国际间会计模式的协调产生什么影响？（2000字左右，要求分析合理，逻辑通顺，必须讲清楚理由或原因！）●学号尾数为0、1、9的同学请选择论题1；●学号尾数为2、3的同学请选择论题2；●学号尾数为4、5的同学请选择论题3；●学号尾数为6、7、8的同学请选择论题4；●注意：上述1—4的论题只对论述的范围进行了限定，小论文的具体题目由各人自拟！3、作业要求：●不允许直接从网上抄袭（可以参考网上的文章与资料，但不得原文复制）；●在比较分析和论述中，观点要明确，理由要充分；●同学之间不允许互相抄袭，如发现有抄袭其他学生作业的行为，将视情况进行处理；●文章的具体题目自拟，大作业须有封面，必须标明：题目、学生姓名、班级、学号。
●作业字数控制在2000字左右（字数不可太少，撰写中如果根据实际需要可适度超出，但字数也不宜超过太多）4、作业的提交：●第10周，周三上午的课堂内，统一收取（个别特殊情况，请务必事先声明）。
物理过程作文模板范文
物理过程作文模板范文物理是自然科学的一个重要分支，研究物质的运动、能量、力学、热、光、电和磁等自然现象。
在我们日常生活中，物理过程无处不在，比如汽车行驶、水沸腾、电灯发光等等。
本文将以物理过程为主题，展开一篇文章，探讨物理过程在我们生活中的应用和意义。
一、引言。
物理过程是自然界中不可或缺的一部分，它贯穿于我们的日常生活中，无论是我们的身体运动、食物消化，还是自然界的各种现象，都离不开物理过程的作用。
在这篇文章中，我们将通过几个具体的例子，来探讨物理过程在我们生活中的应用和意义。
二、汽车行驶的物理过程。
汽车行驶是我们日常生活中常见的物理过程之一。
汽车在行驶过程中，需要克服摩擦力、空气阻力等外力的作用，同时要保持动力系统的稳定性，这就涉及到了牵引力、动力学等物理原理。
另外，汽车行驶还涉及到能量转化的过程，比如汽车发动机燃烧燃料产生的化学能转化为动能，从而推动汽车行驶。
这些物理过程的应用，使得汽车行驶更加安全、高效。
三、水沸腾的物理过程。
水沸腾是我们日常生活中常见的物理过程之一。
当水温达到100摄氏度时，水分子的热运动达到一定强度，水开始沸腾，水分子以气态的形式释放出来。
这个过程涉及到了热力学的知识，比如水的沸点、水分子的热运动等。
水沸腾的物理过程不仅在我们的日常生活中有着重要的应用，比如煮饭、烧水，同时也在工业生产中有着广泛的应用，比如汽轮机、发电厂等。
四、电灯发光的物理过程。
电灯发光是我们日常生活中常见的物理过程之一。
当电流通过灯丝时，灯丝受到电流的作用，产生热能，从而使灯丝发光。
这个过程涉及到了电磁学的知识，比如电流、电阻、电磁场等。
电灯发光的物理过程不仅在我们的日常生活中有着重要的应用，同时也在工业生产中有着广泛的应用，比如照明、电子设备等。
五、结论。
物理过程是我们生活中不可或缺的一部分，它贯穿于我们的日常生活中的方方面面。
通过对汽车行驶、水沸腾、电灯发光等几个具体例子的分析，我们可以看到物理过程在我们生活中的应用和意义。
热力学第一定律的应用
. .理工大学化工热力学论文（大作业）题目：热力学第一定律的应用姓名：专业：化学工程学号： 31307022 指导教师：乃文摘要热现象是人类最早接触到的自然现象之一。
人类从远古时期开始就已经开始知道了如何利用摩擦、燃烧、爆炸等热现象来达到生产和生活的目的。
在过去的一个多世纪里面，经典热力学的发展取得了巨大的进步，从最初的模糊的热的概念逐步演变发展成为一门科学、严谨、庞大的学科。
经典热力学的发展历史是人类对热的本质及能量转换规律的认识、掌握和运用的历史。
经典热力学是一实验为基础的宏观理论，具有高度的可靠性和普遍性。
它研究的容决定了物理、化学反应进行的方向和限度，对于化工生产的发展意义重大。
它决定设计分离过程、化学反应器所需要的化学反应平衡和平衡的数据、参数和状态。
能够判断化工生产中一些新的合成工艺是否可行，以及在什么条件下可行，节省了化工开发过程中的人力、物力和研发时间；同时在化工设计、生产过程中的多元平衡数据都需要通过热力学的方法来确定。
它在冷凝、汽化、闪蒸、液相节流、蒸馏、吸收、萃取和吸附等单元操作中应用也十分普遍。
可以说经典热力学是化工设计、化工生产的基础。
热力学第一定律即能量守恒及转换定律，它是自然界的一条普遍定律，是19世纪的三大发现(进化论、细胞学说和能量守恒及转化定律)之一，在学科的各个领域均得到广泛的应用。
热力学第一定律的文字表述是：自然界一切物质都具有能量，能量有各种不同的形式，可以从一种形式转化为另外一种形式，从一个物体传递到另外一个物体，在传递与转化中能量的数量不变。
从中可知，能量既不会消失也不会无中生有，转化的过程中具有不灭性，而做功必须由能量转化而来，所以，永动机是不可能实现的。
能量守恒和转化定律的发现是人类认识自然的一个伟大进步，它揭示自然界是一个互相联系、互相转化的统一体，第一次在空前广阔的领域里把自然界各种运动形式联系起来。
在理论上，这个定律的发现对自然科学的发展和建立辩证唯物主义自然观提供了坚实的基础。
西安交通大学数值传热学大作业
图 3 边界条件展示图
x 方向上的 1-1 和 2-2 所代表的如上图所示。其中 ABCD 为一个计算区域。
6
数值传热学论文
其中平均速度由下式来确定。
TP TP Tb ( x)= T ( x，y )u ( x，y )dy / u ( x，y )dy
控制方程用有限容积法离散，采用幂指数法来离散对流扩散项。计算中用到 了 SIMPLER 算法[5]。考虑到对百叶窗翅片区域的处理，所以在迭代计算过程中， 该区域中的速度为零。除此之外，扩散系数在流体区域中取值为 1，在孤立的固 态区域取很大的值（20×1025） 。网格节点通过手动划分，根据给定的 x 方向的网 格数自动根据角度来计算 y 方向的网格数目。 本文计算中取的网格系统的节点为 70×70。 进行了 1000 次外迭代，速度和温度的参差小于 10^3。翅片与流体间的传热 和 Nusselt 数有关，平均 Nusselt 数通过垂直壁的表面数字综合确定，表达如下
Abstract: In order to investigate the periodic fully developed heat transfer on a louver fin unit with a certain angle to the flow direction, SIMPLER algorithm was adopted based on the Reylonds conservation equations of the steady-state constant property laminar flow and a fin with a constant temperature condition. The heat transfer coefficient and resistance factor was obtained under the angle of louver finsθ =25°, the Reynold number ranges from 10 to 500. The numerical results show that as the Reynold number increases, the average Nusselt number increases and the resistance coefficient decreases. Key words: Fin; Fully periodical flow; Numerical Simulation, SIMPLER algorithm
大学物理教学实践改革初探
[7] 董键. Mathematica 与大学物理计算（第 2 版）[M]. 北京： 清华大学出版社，2013．
Teaching Practice Reform of College Physics
第 31 卷 第 3 期 2021 年 6 月
北华航天工业学院学报 Journal of North China Institute of Aerospace Engineering
Vol .31 No.3 Jun. 2021
大学物理教学实践改革初探来自孙光兰 董春颖 甘延标 艾凌艳
（北华航天工业学院 文理学院，河北 廊坊 065000）
与此同时，学校机械，电子等相关专业在积极申报 工程专业认证。在积极配合学校转型发展和各专 业申请工程专业认证的工程中，大学物理课程设计 和课堂教学实践也做出了相应的改革探索。 １ 本校大学物理课程的教学内容与目标
大学物理课程主要分为经典物理学和近代物 理学两部分。经典物理学部分主要有力学，热学， 电磁学和光学四部分，近代物理学主要有相对论力 学和量子物理两部分。
经典力学主要包括质点运动学及动力学，刚体 力学基础和机械振动与机械波，这三大块对应三种 理想的运动状态，为研究这三种运动状态科学家们 假设了三种理想物理模型，它们分别为质点，刚体 和谐振子。在大学物理课程里质点力学部分的重 点是力和加速度都随空间和时间变化的情况，关注 的是矢量的四则运算以及微积分运算，是高等数学 里所学习的微积分思想的初步应用，这要求学生从 思想上完成从常量到变量，从直线到曲线的转变。 刚体力学基础部分对于绝大部分同学来说是全新 的内容，该部分主要讲述怎样描述做定轴转动物体 的运动情况。要求学生从思想上完成从平动到转 动的转变。机械振动和机械波部分的内容比较抽 象，尤其是相位、旋转矢量法，振动和波动的叠加以 及振动方程和平面波函数的理解和计算等。学习
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论述汽车发动机与热力学的关系
摘要：本文就汽车发动机原理、分类，以及如何提高发动机效率做了阐述。
关键词：热力学第一定律﹑ 热力学第二定律﹑ 热机
正文：动机即热机，大多人叫引擎。
是一种把化学能转化为机械能的机器。
其实，发动机是一整套动力输出设备，包括变速齿轮、引擎和传动轴等等，可见引擎是只是整个发动机的一个部分，但是却是整个发动机的核心部分，因此把引擎称为发动机也不为过。
现在指的发动机即内燃机，常见的有汽油机和柴油机。
汽车的主流发动机就是汽油机，也有少部分是柴油机。
发动机的原理就是基于热力学的。
首先，它遵循热力学第一定律：△E=Q+A. 即燃料被引燃后，内能增加，△E>0，气体前后温度变化不大放热Q<0,所以使得A>0。
从而使得发动机向外输出机械能。
继而他同样遵循热力学第二定律：即供热转换的方向性，并且，燃料燃烧产生的内能并没有完全转化为机械能。
然后，从发动机的工作过程看，发动机工作的一个周期（四个冲程）即为热力学中的一个循环过程。
V 2 V 1 V 如图所示，由a 到d 四个过程分别表示发动机工作的四个冲程：（1）：绝热压缩a-b,空气和汽油的混合气从a(低压)到b(高压)状态。
（2）：等体吸热b-c,压缩到体积V2时气缸内气体被火花塞点燃，混合气体由b 状态急速升温到c 状态，并且压强也急剧升高。
（3）：绝热膨胀c-d,混合气体绝热膨胀，推动活塞对外做功，温度降低（部分热传递给汽缸），压强减小。
（4）：等体放热d-a,即将废气从缸中排走，把热量带走。
下一循环中，发动机又会吸入气体重复以上过程。
通常用8个字概括便是：吸气、压缩、做功（燃烧）、排气。
综合这些过程，运用热力学知识，在理想情况下（气体为理想气体、存在真正的绝热过程、机械之间无摩擦等）：
b-c 过程,气体吸热Q 1=M/
Cv(T 3-T 2) , d-a 过程,气体放热 Q 2=M/ Cv(T 4-T 1)
所以 =1–Q 2/Q1=1-(T 4-T 1)/(T 3-T 2) 又， a-b, c-d 均为绝热过程，有 T 4V 2 =T 3V 1 ;T 1V 2 =T 2V 1 （将上标γ-1别忘了 C d b a P T 2 T 3 T 4 T 1
得=1-1/(V2/V1)
定义压缩比（V1/V2）= r
则= 1-ｒ
由上式可以知道，奥托循环的热效率取决于压缩比r。
实际上，汽油内燃机的压缩比不超过7，不然的话，压缩比太高将导致油气混合物在绝热压缩过程中体积还未到b状态就会因温度升高过大而自行燃烧。
所以，按压缩比为7，空气=1.4来算的话，可得到发动机（汽油机）的理论热效率为55%。
但是由于实际情况达不到理想状态，所以现实生活中，汽油机的热效率不到30%。
然而，热机的最大理论效率是卡诺循环效率，即热机按照卡诺循环进行工作，其理论效率为62.7% 但是，其条件在现实生活中也是比较可靠的，因为它由两个等温过程和两个绝热过程组成，况且，卡诺循环中要将冷凝温度减低到环境温度以下，这也是不经济的。
将其做成汽油机或柴油机也存在很多问题比如工质的不同。
但是有一类发动机也应用了卡诺循环——即斯特林发动机。
斯特林发动机是独特的热热机，因为他们理论上的效率几乎等于理论最大效率，称为卡诺循环效率。
斯特林发动机是通过气体受热膨胀、遇冷压缩而产生动力的。
而且斯特林发动机是外燃机。
优点为由于外燃机避免了传统内燃机的震爆做功问题，从而实现了高效率、低噪音、低污染和低运行成本。
外燃机可以燃烧各种可燃气体，如：天然气、沼气、石油气、氢气、煤气等，也可燃烧柴油、液化石油气等液体燃料，还可以燃烧木材，以及利用太阳能等。
只要热腔达到700℃，设备即可做功运行，环境温度越低，外燃机最大的优点是出力和效率不受海拔高度影响，非常适合于高海拔地区使用。
然而其缺点：制造成本较高，工质密封技术较难，密封件的可靠性和寿命还存在问题，功率调节控制系统较复杂，机器较为笨重。
我想这也是实际生活中难以利用卡诺循环来制造汽车发动机的原因。
但是，如何就目前状况进一步提高汽车发动机的效率，依然是一个很有讨论价值的。
目前的主流汽油发动机的进气、压缩、做功、排气四个过程的行程应该是相等的，这是造成发动机热效率低的原因之一，就是能量得不到充分利用。
因为，在发动机做功过程中，会产生大量的热量，同时汽油燃烧也会产生新的气体，所以此过程的能量应该是非常大的。
但现在的发动机做功距离只于压缩距离相等，造成的能量的浪费：一是做功完成之后缸内气体压力过大，仍有部分能量没有利用；二是缸内压力过大使排气过程使用过多的能量；三是缸内温度过高，利于热量向外散发要。
改善这一问题便要缩短进气、压缩的行程，延长做功距离。
可以延迟吸气的开始时间以减少吸气行程，相比之下便增大了做功行程。
还有就是改进材料，减轻发动机质量；增加进气压力（可考虑使用可产生涡流的活塞），减小进气温度；减小摩擦等。
参考文献：（1）芶秉聪胡海云《大学物理》，国防工业出版社（2）张三慧《大学物理学》，清华大学出版社
（3）李茫雪《大学物理》，中国农业出版社
（4）百度搜索。