大学物理热学第一章知识点整理
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大一热学第一章知识点热学是物理学的重要分支之一,它研究的是物质的热现象和热力学性质。
作为大一学生,我们将从热学的第一章开始,学习一些基础的热学知识。
本文将带领大家回顾并深入探讨大一热学第一章的知识点。
1. 温度与热量温度是物质内部粒子运动的平均速度和能量的度量。
常用的温度单位有摄氏度(℃)和开尔文(K)。
而热量是物质传递热能的方式,它的单位是焦耳(J)。
2. 热平衡与热传递当两个物体达到相同的温度时,它们处于热平衡状态。
热传递是指热量从温度较高的物体传递到温度较低的物体的过程,可通过导热、对流和辐射等方式实现。
3. 热容和比热容热容是物体吸收或放出单位热量时温度的变化量。
它的计算公式为Q = mcΔT,其中Q表示吸收或放出的热量,m为物体的质量,c为物体的热容,ΔT为温度的变化量。
比热容是指单位质量物体吸收或放出的热量引起的温度变化量。
4. 等压热容和等体热容等压热容是指在等压条件下单位质量物质吸收或放出的热量引起的温度变化量;等体热容是指在等体条件下单位质量物质吸收或放出的热量引起的温度变化量。
它们的计算公式分别为Cp = (∂Q/∂T)p和Cv = (∂Q/∂T)v。
5. 绝热过程绝热过程是指在过程中没有热量传递的过程。
在绝热过程中,物体内部的热量不外传,因此可以推导出绝热方程pV^γ = 常数,其中p为压强,V为体积,γ为比热容比。
6. 理想气体状态方程理想气体状态方程描述了理想气体在一定条件下的物态方程,即pV = nRT,其中p为气体的压强,V为气体的体积,n为气体的物质量,R为气体常数,T为气体的绝对温度。
7. 微观与宏观微观热学研究物质的微观运动和微观结构对热学性质的影响;宏观热学研究大量物质的整体性质和宏观规律。
在热学中,我们通常运用宏观热学分析问题。
8. 内能和焓内能是物体内部分子之间相互作用的能量总和,它包括物体的热能、动能和势能等。
焓是系统吸收或放出的热量和对外界做功之和,表示为H = Q + W,其中Q为吸收或放出的热量,W为对外界做的功。
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。
大一热学知识点总结热学是物理学的重要分支,研究热量的传递、转化和守恒的规律。
在大一学习中,我们对热学有了初步的了解,下面是对大一热学知识点的总结。
一、热力学基本概念1. 热力学系统:指所研究的物体或物质的范围,包括研究对象和周围环境。
2. 热平衡:指热力学系统内部各部分热量的传递达到平衡状态。
3. 热力学第一定律:能量守恒定律,能量可从一种形式转化为另一种形式,但总能量不变。
二、热力学过程与循环1. 等压过程:系统在恒定的压强下进行,体积发生变化。
2. 等容过程:系统的体积保持不变,在容器中发生的过程。
3. 等温过程:系统与周围环境保持温度不变。
4. 绝热过程:系统与外界不进行热量的交换。
5. 热力学循环:系统经历一系列过程后回到初始状态的过程。
三、热力学定律和公式1. 热力学第二定律:热量不会自发地从低温物体传递到高温物体,热量的自发流动方向是从高温到低温。
2. 卡诺循环效率:决定于两个温度之比,既高温与低温的比值。
3. 热力学温标:绝对温度,以绝对零度为零点的温标。
4. 热容量:表示物体吸收或释放热量的能力,单位是焦耳/摄氏度。
5. 等温线和绝热线:在PV图上代表不同过程的曲线。
四、热力学方程1. 理想气体状态方程:PV = nRT,关系压强、体积、物质的摩尔数和温度。
2. 等温变化的理想气体方程:P₁V₁ = P₂V₂,表示等温变化时的物态方程。
3. 等压变化的理想气体方程:V₁/T₁ = V₂/T₂,表示等压变化时的物态方程。
4. 等容变化的理想气体方程:P₁/T₁ = P₂/T₂,表示等容变化时的物态方程。
五、热力学热传导和传热1. 热传导:热量通过物体内部颗粒之间的碰撞传递的过程。
2. 导热系数:衡量物质传热能力的物理量。
3. 热传导的计算:热传导率 = 导热系数 ×断面积 ×温度差 / 材料的厚度。
4. 对流传热:液体或气体中由于温度差而产生的流体运动传递热量。
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。
学习必备欢迎下载物理热力学第一定律知识点归纳总结第二讲热力学第一定律§2.1 改变内能的两种方式热力学第一定律2. 1. 1、作功和传热作功可以改变物体的内能。
如果外界对系统作功W。
作功前后系统的内能分别为、,则有没有作功而使系统内能改变的过程称为热传递或称传热。
它是物体之间存在温度差而发生的转移内能的过程。
在热传递中被转移的内能数量称为热量,用Q 表示。
传递的热量与内能变化的关系是做功和传热都能改变系统的内能,但两者存在实质的差别。
作功总是和一定宏观位移或定向运动相联系。
是分子有规则运动能量向分子无规则运动能量的转化和传递;传热则是基于温度差而引起的分子无规则运动能量从高温物体向低温物体的传递过程。
2. 1. 2、气体体积功的计算1、准静态过程一个热力学系统的状态发生变化时,要经历一个过程,当系统由某一平衡态开始变化,状态的变化必然要破坏平衡,在过程进行中的任一间状态,系统一定不处于平衡态。
如当推动活塞压缩气缸中的气体时,气体的体积、温度、压强均要发生变化。
在压缩气体过程中的任一时刻,气缸中的气体各部分的压强和温度并不相同,在靠近活塞的气体压强要大一些,温度要高一些。
在热力学中,为了能利用系统处于平衡态的性质来研究过程的规律,我们引进准静态过程的概念。
如果在过程进行中的任一时刻系统的状态发生的实际过程非常缓慢地进行时,各时刻的状态也就非常接近平衡态,过程就成了准静态过程。
因此,准静态过程就是实际过程非常缓慢进行时的极限情况对于一定质量的气体,其准静态过程可用图、图、图上的一条曲线来表示。
注意,只有准静态过程才能这样表示。
2、功在热力学中,一般不考虑整体的机械运动。
热力学系统状态的变化,总是通过做功或热传递或两者兼施并用而完成的。
在力学中,功定义为力与位移这两个矢量的标积。
在热力学中,功的概念要广泛得多,除机械功外,主要的有:流体体积变化所作的功;表面张力的功;电流的功。
(1)机械功有些热力学问题中,应考虑流体的重力做功。
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。
大一热学章节知识点梳理
大一热学一般包括以下几个章节:热力学基本概念、热力学过程、气体分子动理论、杨氏模型、热传导、热辐射和热力学第一定律。
1.热力学基本概念:
a.热、温度、热平衡、热力学系统的概念及基本性质。
b.简单系统与复合系统。
c.宏观状态和微观状态的区别。
d.焓、压强、体积和温度的关系。
2.热力学过程:
a.等压过程、等容过程、等温过程、绝热过程的基本概念和性质。
b.理想气体状态方程和摩尔气体状态方程的推导和应用。
c.等温扩张、等容加热等过程的计算问题。
3.气体分子动理论:
a.理想气体模型的假设。
b.气体分子的运动状态和分布速率。
c.理想气体的分子平均动能和平均自由程。
4.杨氏模型:
a.杨氏模型的基本假设和推导过程。
b.真实气体与杨氏模型的比较。
c.统计力学与杨氏模型的关系。
5.热传导:
a.热传导的基本概念和机制。
b.热传导的数学模型。
c.热传导的应用和问题求解。
6.热辐射:
a.热辐射的基本概念和性质。
b.热辐射的黑体辐射和普朗克定律。
c.热辐射的应用和问题求解。
7.热力学第一定律:
a.热力学第一定律的基本概念和表述。
b.等温过程和绝热过程中的热量传递。
c.热力学第一定律的应用和问题求解。
以上是大一热学章节的主要知识点梳理,每个章节都有其重要性和应用性。
在学习过程中,可以结合实际应用和例题进行理解和掌握。
此外,还可以通过实验和实践来加深对热学知识的理解和应用能力。
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。
第一章导论1. 宏观描述方法和微观描述方法热力学是热物理学的宏观理论,而统计物理学则是热物理学的微观理论.2. 热力学系统的平衡态在不受外界条件的影响下,经过足够长时间后系统必将达到一个宏观上看来不随时间变化的状态,这才是平衡态判断是否平衡态的标准:有无热流与粒子流.力学平衡条件:通常情况下,表现为压强处处相等热学平衡条件:温度处处相等(无热流)化学平衡条件:无外场作用下,系统各部分的化学组成处处相同只有在外界条件不变的情况下同时满足力学平衡条件、热学平衡条件和化学平衡条件的系统,才不会存在热流与粒子流,才处于平衡态。
3.热力学第零定律和温标热力学第零定律的物理意义:互为热平衡的物体之间必存在一个相同的特征-----它们的温度是相同的温标是温度的数值表示法建立经验温标的三个要素:(1)选择某种测温物质,确定它的测温属性(某种属性随着冷热程度的改变而单调、显著的改变)(2)选定固定点(如水的沸点为100℃,冰的正常熔点是0℃)(3)进行分度水的三相点温度为273.16k,冰点温度为273.15k热力学温标为基本温标摄氏温标、理想气体温标和热力学温标4、物态方程处于平衡态的某种物质的热力学参量(如压强、体积、温度)之间所满足的函数关系称为这种物质的物态方程,或称状态方程。
物态方程都显含有温度T。
只有在压强趋于零时的气体才是理想气体,在理想气体条件下,一切不同化学组成的气体在热学性质上的差异趋于消失。
理想气体物态方程:R=8.31普适气体常量另一形式:p=nkT能严格满足理想气体物态方程的气体才是理想气体,理想气体虽然是一种理想模型,但常温下,压强在数个大气压以下的一些常见气体(例如氧气、氮气、氢气、氦气等),一般都能很好的满足理想气体方程。
道尔顿分压定律5、物质的微观模型物质由大数分子所组成的观点是指宏观物体是不连续的,它是由大量分子或原子或离子所组成。
分子或原子处于不停的杂乱无章的热运动中:扩散、布朗运动(布朗运动并非分子的运动,但它能间接的反应出液体或气体内分子运动的无规则性)统计平均值的偏离称为涨落,粒子数越少,涨落越明显。
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。
第一章导论
1. 宏观描述方法和微观描述方法
热力学是热物理学的宏观理论,而统计物理学则是热物理学的微观理论.
2. 热力学系统的平衡态
在不受外界条件的影响下,经过足够长时间后系统必将达到一个宏观上看来不随时间变化的状态,这才是平衡态
判断是否平衡态的标准:有无热流与粒子流.
力学平衡条件:通常情况下,表现为压强处处相等
热学平衡条件:温度处处相等(无热流)
化学平衡条件:无外场作用下,系统各部分的化学组成处处相同
只有在外界条件不变的情况下同时满足力学平衡条件、热学平衡条件和化学平衡条件的系统,才不会存在热流与粒子流,才处于平衡态。
3.热力学第零定律和温标
热力学第零定律的物理意义:互为热平衡的物体之间必存在一个相同的特征-----它们的温度是相同的
温标是温度的数值表示法
建立经验温标的三个要素:
(1)选择某种测温物质,确定它的测温属性(某种属性随着冷热程度的改变而单调、显著的改变)
(2)选定固定点(如水的沸点为100℃,冰的正常熔点是0℃)
(3)进行分度
水的三相点温度为273.16k,冰点温度为273.15k
热力学温标为基本温标
摄氏温标、理想气体温标和热力学温标
4、物态方程
处于平衡态的某种物质的热力学参量(如压强、体积、温度)之间所满足的函数关系称为这种物质的物态方程,或称状态方程。
物态方程都显含有温度T。
只有在压强趋于零时的气体才是理想气体,在理想气体条件下,一切不同化学组成的气体在热学性质上的差异趋于消失。
理想气体物态方程:R=8.31普适气体常量另一形式:p=nkT
能严格满足理想气体物态方程的气体才是理想气体,理想气体虽然是一种理想模型,但常温
下,压强在数个大气压以下的一些常见气体(例如氧气、氮气、氢气、氦气等),一般都能很好的满足理想气体方程。
道尔顿分压定律
5、物质的微观模型
物质由大数分子所组成的观点是指宏观物体是不连续的,它是由大量分子或原子或离子所组成。
分子或原子处于不停的杂乱无章的热运动中:扩散、布朗运动(布朗运动并非分子的运动,但它能间接的反应出液体或气体内分子运动的无规则性)
统计平均值的偏离称为涨落,粒子数越少,涨落越明显。
6、理想气体微观描述的初级理论
洛施密特常量:
分子数密度,标准状况下1m ³理想气体的分子数
单位时间内碰在单位面积器壁上的平均分子数 气体分子碰壁数 理想气体压强公式: 理想气体分子热运动平均平动能公式: 这是分子杂乱无章热运动的平均平动动能,不包括整体定向移动的能量,仅与温度有关,与粒子质量无关。
温度的微观意义—温度是平衡态系统中的微观粒子热运动剧烈程度的量度.
方均根速率:求出各种分子速率的二次方的平均值,方均根速率就是各种分子速率的二次方的平均值再开根号得到的速率,是一种统计速率,对单个分子没有意义。
公式:
气体压强不仅存在于器壁,也存在于气体内部。
R 普适气体常量8.31,是描述1mol 气体行为的普适常量,而k 玻尔兹曼常量1.38×10-23是描述一个分子或一个粒子行为的普适恒量。
R=N A k
3250107.2-⨯=m n 6v n ≈Γt n v nm p ε32312==2322kT
v m t =
=ε。