大学物理热学总结

大学热学知识点总结图一、热力学基础知识1. 温度、热量和热平衡温度是物质内部微观运动的表现，热量是能量的一种形式，热平衡是指两个系统之间不再有能量的净传递。

2. 热力学第一定律能量守恒定律，在自然界中能量不会自行减少或增加。

3. 热力学第二定律热量不会自发地由低温物体传递给高温物体，熵增加原理。

4. 热力学第三定律当温度趋近于绝对零度时，任何实体的熵均趋于零，即系统的熵在温度趋近绝对零度时趋于一个常数。

5. 理想气体理想气体状态方程和理想气体内能的表达式。

6. 凝固和融化物质由固态转变为液态称为融化，由液态转变为固态称为凝固。

凝固和融化温度是由物质特性决定的。

二、热力学循环1. 卡诺循环卡诺循环是热机的理想循环，包括等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩四个过程。

2. 斯特林循环斯特林循环是一种热机的实际循环，包括等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩四个过程。

3. 高尔辛循环高尔辛循环是一种蒸汽轮机工作的热力循环过程，包括等压加热、等容膨胀、等压冷凝和等容压缩四个过程。

三、热力学系统1. 开放系统与闭合系统开放系统和闭合系统能够与外界进行物质、能量交换。

2. 热力学过程等容过程、等压过程、等温过程、绝热过程。

3. 热力学函数内能、焓、吉布斯自由能、哈密顿函数等热力学函数的定义和性质。

四、热传导1. 热传导的基本定律傅里叶热传导定律、傅里叶热传导方程、热导率概念。

2. 热传导的应用导热系数、传热表面积、传热温度差、传热距离等参数。

3. 热传导的热阻和导热系数热阻的概念和计算、导热系数的概念和计算。

五、热辐射1. 热辐射的基本定律斯特藩—玻尔兹曼定律、维恩位移定律、铂居—史恩定律。

2. 黑体辐射和表面发射系数黑体的定义、黑体的吸收、发射和反射的关系。

3. 热辐射的热平衡和热不平衡热辐射的观测和应用。

六、热功学1. 热功学的基本定律各态函数、热力学基本关系和亥姆霍兹自由能、君体—吉布斯函数的性质。

2. 熵增加原理和热功学过程热功学过程的熵增加原理，等熵过程、绝热过程等。

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。

大学物理热学知识点整理系统吸收的热量，一部分转化成系统的内能；另一部分转化为系统对外所作的功。

Q=\Delta E+A上式的各量均为代数量，其正负号规定为：系统从外界吸热时， Q 为正，向外界放热时， Q 为负；系统对外作功时，A 为正。

外界对系统作功时， A 为负；系统内能增加时，\Delta E 为正，系统的内能减少时， \Delta E 为负。

对于状态的微小变化过程，热力学第一定律的数学表达式dQ=dE+dA第一类永动机：一种不需要外界提供能量而连续不断对外作功，系统又能复原的机器。

等体过程：dV=0 ，系统作功dA=pdV=0dQ_v=dE=\frac{M}{M_{mol}}\frac{i}{2}RdT所以 Q_v=\Delta E=E_2-E_1=\frac{M}{M_{mol}}\frac{i}{2}R(T_2-T_1)在等体过程，外界传给气体的热量全部用来增加气体的内能，系统对外不作功。

等压过程： p =恒量，当气体体积从 V_1 膨胀到 V_2 时，系统对外作功为A_p=\int_{V_1}^{V_2}pdv=p(V_2-V_1)=\frac{M}{M_{mol}}R(T_2-T_1)系统吸收的热量为Q_p=\Delta E+p(V_2-V_1)=\frac{M}{M_{mol}}(\frac{i}{2}+1)R(T_2-T_1)等温过程： \Delta E=0Q_T=A_T=\int_{V_1}^{V_2}pdv=\frac{M}{M_{mol}}RT\ln\fra c{V_2}{V_1}因为 pV=常量，即 p_1V_1=p_2V_2所以 Q_T=A_T=\frac{M}{M_{mol}}RT\ln\frac{p_1}{p_2}摩尔热容 C_m: 1mol 物质温度升高（或降低） 1K 时所吸收（或放出）的热量，单位为 J/mol\cdot K 。

C_m=\frac{(dQ)_m}{dT}理想气体等体摩尔热容：C_V=\frac{dQ_V}{dT}=\frac{dE}{dT}=\frac{\frac{i}{2}RdT }{dT}=\frac{i}{2}Ri 为分子自由度； R 为普适气体常量。

大学物理热学总结(注：难免有疏漏和不足之处，仅供参考。

教材版本：高等教育出版社《大学物理学》) 热力学基础1、体积、压强和温度是描述气体宏观性质的三个状态参量。

①温度：表征系统热平衡时宏观状态的物理量。

摄氏温标，t 表示，单位摄氏度（℃）。

热力学温标，即开尔文温标，T 表示，单位开尔文，简称开（K ）。

热力学温标的刻度单位与摄氏温标相同，他们之间的换算关系：T /K=273.15℃+ t温度没有上限，却有下限，即热力学温标的绝对零度。

温度可以无限接近0K ，但永远不能达到0K 。

②压强：气体作用在容器壁单位面积上指向器壁的垂直作用力。

单位帕斯卡，简称帕（Pa ）。

其他：标准大气压（atm ）、毫米汞高（mmHg ）。

1 atm =1.01325×105 Pa = 760 mmHg③体积：气体分子运动时所能到达的空间。

单位立方米（m 3）、升（L ）2、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，则这两个系统也必处于热平衡。

该定律表明：处于同一热平衡状态的所有热力学系统都具有一个共同的宏观特征，这一特征可以用一个状态参量来表示，这个状态参量既是温度。

3、平衡态：对于一个孤立系统（与外界不发生任何物质和能量的交换）而言，如果宏观性质在经过充分长的时间后保持不变，也就是系统的状态参量不再岁时间改变，则此时系统所处的状态称平衡态。

通常用p —V 图上的一个点表示一个平衡态。

（理想概念）4、热力学过程：系统状态发生变化的整个历程，简称过程。

可分为：①准静态过程：过程中的每个中间态都无限接近于平衡态，是实际过程进行的无限缓慢的极限情况，可用p —V 图上一条曲线表示。

②非准静态过程：中间状态为非平衡态的过程。

5、理想气体状态方程: 一定质量的气体处于平衡态时，三个状态参量P.V .T 存在一定的关系，即气体的状态方程()0,,=T V P f 。

理想气体p 、V 、T 关系状态方称222111T V P T V P =，设质量m ，摩尔质量M 的理想气体达标准状态，有 00000T V P M m T V P T PV m ==令00/T V P R m =,则有理想气体状体方程 RT M m PV =式中1131.8--⋅⋅=K mol J R ，为摩尔气体常量。

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。

大学物理热学总结I：大体假设与理论一、热学概述二、平稳态理论（注：只有在平稳态条件下状态参量才成心义。

）三、各大体假设与大体理论下的运动。

②流体中斯托克斯公式：f=-6πaηvf：阻力a：物体半径η：粘滞系数v：运动速度③布朗粒子平均能量E̅=32k B T麦克斯韦分布律（重点）①数学概率论基础知识，重点是概率密度函数的概念、高斯分布（即正态分布）以及泊松分布（略）。

②数学上多重积分、广义积分知识（略）。

①气体分子通过碰撞达到并维持平衡态②平衡态时分子的位置与速度的概率密度函数不随时间变化③分子位置均匀分布，速度分量为高斯分布①速度分布（y、z方向完全相同）：g(v x)=√m2πk B Texp(−mv x22k B T)综合公式：f(v x,v y,v z)=(m2πk B T)32⁄exp(−mv x2+v y2+v z22k B T)②速率分布f(v)=4πv2(m2πk B T)32⁄exp(−mv22k B T)③速率分布的特征：最概然速率（概率密度最大的速率）：v p=√2k B Tm①确定函数：(1)由于平衡态各向同性，这个函数有旋转不变性，也就是速度分布只和速率有关：f(v x,v y,v z)=f(v x2+v y2+v z2)(2)方向独立：设每个方向分布函数是g①无量纲速率：定义任意速率值v=uv p，系数u是无量纲速率。

这样得到无量纲速率分布f(u)=4√πu2e−u2②麦克斯韦速率分布的实验检验：两个同心圆筒，外层转动，内层分子飞出来打到外层，由度均分原理以有大小与结构。

f B(r)=C0e−E pk B T其中C0由积分确定，对r的范围积分，结果应该为1。

进一步结论：麦克斯韦分布表现动能影响粒子在动量空间的分布：f M(v)=(√m2πk B T)3e−E kk B T波尔兹曼分布表现势能影响粒子在几何空间的分布，二者可以综合：f MB(E)=Ce−Ek B T②能量按自由度均分原理。