西南大学热工学第三版期末论文题目

毕业论文答辩（家庭实验）选题题库化学小实验类：1.研究米饭、淀粉和碘酒的变化2.研究小苏打和白醋的变化3.怎样控制铁生锈的速度4.铁生锈与什么有关5.密信6.寻找淀粉的探究7.会写字的纸8.变色花9.苹果氧化10.牙膏的妙用11.绿茶去异味的研究12.茶叶去污13.厨房去污14.怎样去除陈旧污渍15.哪种液体能更好得去除油污16.关于去污剂（蛋清、茶叶、洗衣粉等）的研究17.去除马克笔痕迹的研究18.圆珠笔油的克星19.关于怎样清洗手中鱼腥味的实验20.酸碱测试和酸碱中和21.怎样去除粘在地上的口香糖22.口香糖粘在衣服上该怎么办23.如何去除冰箱异味24.关于肯德基食物有无添加防腐剂的研究25.怎样去除饭焦味26.关于清洁玻璃的实验27.硬币清洁剂28.关于什么液体能软化鱼刺的研究29.酸雨的研究30.去除海蜇的咸味31.怎样去除胶水的粘性32.水果蔬菜去除各种布料墨汁的研究33.圆珠笔油的克星34.家庭污水处理研究35.洗涤用品酸碱度的研究36.鸡蛋泡醋37.植物色素提取实验38.碘酒取指纹39.火山喷发模拟实验40.寻找天然染料41.可乐的妙用：冲洗马桶、洗刷不锈钢42.果皮废弃物去污能力的发现与研究43.果蔬电池的系列研究44.可乐酸碱度的研究45.关于去除白色球鞋上黄色污垢的研究46.干燥剂的研究47.香水的研究48.啤酒营养的研究49.石头在不同的水里产生的变化50.不同洗衣粉洗白能力的研究51.土壤酸碱度与农作物酸碱度的关系52.蛋清黏合瓷器的研究53.芦荟汁的研究54.牙膏的妙用55.淘米水的妙用56.银币的“净身术”（3-4年级）57.酸雨对皮肤的影响（5-6年级）58.瓜果蔬菜能否洗去各种布料上墨汁的研究（4-6年级）59.铝锅变黑的原因以及去除方法的研究60.某一地区泥土成分的研究（5-6年级）61.切开的水果为什么会“生锈”（4-6年级）62.保护维生素C（3-4年级）63.五光十色的火焰（4-5年级）64.蔬菜能不能发电（5-6年级）65.制取蒸馏水（4-5年级）66.牙齿杀手——可乐对牙齿腐蚀的研究67.食用液体的PH值测试与研究68.厨房液体大比拼：pH值、液体流速、与水比谁比较重69.浴室液体大比拼：pH值、液体流速、与水比谁比较重秘密信件70.变色行动：在醋、橙汁、肥皂水、牛奶杯中各加一勺紫叶甘蓝汁物理小实验类：1.探究100毫升水能溶解多少克糖？2.不同物质在水中的溶解能力研究3.探究奇妙的声音4.浮力大比拼5.冰箱内部空间与耗电量的关系6.面条中的秘密7.电磁铁的磁力8.水温与去污渍的实验9.隔热大比拼10.冰块融化实验11.关于不同物质结冰的研究12.热冰的趣味实验13.水在常温下快速结冰的研究14.快速解冻的研究15.水煮法增强塑料柔韧性的研究16.去除贝壳中的细沙17.关于去除衣服上起球的研究18.关于鸡蛋不粘锅的研究19.硬币隐身术20.不怕水的纸21.人与人的静电22.不同材料产生静电的差异研究23.超极泡泡水的研究24.家庭利用太阳能的研究（选专项）25.利用生活废料造纸的研究26.制作糖、盐的晶体27.软化骨头28.盐的作用29.如何使一角硬币浮在水面上30.共鸣与共振31.几种常见调味品的分离32.如何分离胡椒粉与盐的研究33.陀螺的研究34.纸飞机的研究35.盐水菠萝：不同浓度的盐水浸泡菠萝去除涩味36.巧除辣椒油：不同的方法去除辣椒油：盐水清洗，牙膏清洗等等37.形状对物体在水中前进的速度的影响38.形状与物体下落速度的关系39.快速剥蛋壳40.掉不小来的盖子41.花露水的新用途的研究42.水里的火山43.钓冰块的研究44.对穿过了玻璃瓶的气流的研究45.奇妙热水袋的研究46.电梯速度的研究47.乌鸦喝水的研究48.不同纸结构的承重力量的比较研究49.关于“鸡蛋竖立”的研究50.“前仰后翻——平衡木的研究51.无痛“缩短”手臂——关于身体平衡的研究52.子弹（仿真枪）的力度与什么因素有关53.“任性”的软木塞——水的表面张力的研究54.不同球鞋的弹跳舒适度研究55.关于纸的吸水能力的研究56.灰尘对电视机耗电的影响57.纸船载重的研究58.“硬币陷阱”——水分子表面张力的研究59.不同液体制作放大镜的比较研究60.杯子形状与材料对杯子中的水的旋转时间的研究61.如何让磁铁消磁62.降低手机辐射63.不同性别的头发韧性64.不同布料对于酱油的吸收能力65.人眼适应黑暗的距离和时间的研究66.水的记忆67.水会记忆音乐吗68.液体蒸发速度的研究69.磁体磁性加强与消失的研究70.淘米水清洗能力的研究（3-4年级）71.水火相“融”（5-6年级）72.神奇的喷管（3-4年级）73.如何使饺子皮不容易破74.各种土壤吸水性的研究（5-6年级）75.气球唱歌（3-4年级）76.雷电离我们有多远（3-5年级）77.倔强的瓶装塑料袋（3-4年级）78.会唱歌的杯子——简单音乐杯的制作与研究79.松节油复印80.米粒四射：利用摩擦生电，先让汤勺吸引米粒，一会被汤勺吸引的米粒会自动全部射散开81.会自己剥皮的香蕉：把燃烧的纸放进窄口玻璃瓶，马上把香蕉立放在瓶口，一会香蕉肉就会掉进瓶子里而香蕉皮会留在瓶外82.悬浮的鸡蛋：把鸡蛋放在水杯里，然后慢慢往杯子里加盐，直到鸡蛋是悬浮的状态。

《建筑物理》补充习题(建筑热工学 )1. 太阳辐射的可见光，其波长范围是（）微米。

A ．2.以下的表达，（）不是属于太阳的短波辐射。

(A)天空和云层的散射(B) 混凝土对太阳辐射的反射(C) 水面、玻璃对太阳辐射的反射(D) 建筑物之间平时传达的辐射能3. 防范或减弱热岛现象的措施，描述错误是（）。

(A)在城市中增加水面设置(B) 扩大绿化面积(C) 采用方形、圆形城市道积的设计(D)多采用带形城市设计4.关于影响室外气温的主要因素的表达中，（）是不正确的。

(A)空气温度取决于地球表面温度(B) 室外气温与太阳辐射照度相关(C) 室外气温与空气气流情况相关(D) 室外气温与地面覆盖情况及地形没关5.在热量的传达过程中，物体温度不同样部分相邻分子发生碰撞和自由电子迁移所引起的能量传达称为（）。

(A) 辐射(B) 对流(C)导热(D)传热6.把以下资料的导热系数从低到高序次排列，哪一组是正确的（ B ）？Ⅰ、钢筋混凝土；Ⅱ、水泥膨胀珍珠岩；Ⅲ、平板玻璃；Ⅳ、重砂浆砌筑粘土砖砌体；Ⅴ、胶合板(A) Ⅱ、Ⅴ、Ⅰ、Ⅳ、Ⅲ(B) Ⅴ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅰ(C) Ⅰ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅴ(D) Ⅴ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅰ7.人感觉最合适的相对湿度应为（）(A) 30~70 %(B) 50~60%(C) 40~70%(D) 40~50%8.以下陈述哪些是不正确的（）A. 铝箔的反射率大、黑度小B. 玻璃是透明体C.浅色物体的吸取率不用然小于深颜色物体的吸取率D.圆滑平展物体的反射率大于粗糙凹凸物体的反射率9.白色物体表面与黑色物体表面关于长波热辐射的吸取能力（）。

A. 白色物体表面比黑色物体表面弱B. 白色物体表面比黑色物体表面强C.相差极大D.相差极小10.在牢固传热状态下当资料厚度为1m 两表面的温差为 1℃时，在一小时内经过 1m2截面积的导热量，称为（）。

A. 热流密度B.热流强度C.传热量D. 导热系数11. 下面列出的传热实例，（）不属于基本传热方式。

八、 解释（每题2分，共6分）1、 太阳常数：大气圈外，日地平均距离处的太阳辐射强度。

2、 相对湿度：一定温度，一定大气压下，湿空气的绝对湿度f 与同温同压下的饱和蒸气量 fmax 的百分比。

3、 材料导热系数：1m 厚的材料，两表面的温差为1C,单位时间通过单位面积的导热量。

九、 填空题（每空1分，共10分）1、 城市热环境的特征是 日辐射减少、 高温化、干燥化 和 通风不良 。

2、 春秋分太阳赤纬角 、匸0 ° ;太阳时上午 9时的时角i 匸 —45°;北纬23° 27,夏至日 正午的太阳高度角 hs= 90 ° 。

3、 围护结构传热异常部 ~ 窗户 、 冷桥 和 外墙交角 。

十、问答（6分）保温层的位置放在承重层外有何优缺点？ 答：优点（1）减少承重层中温度应力；（2）稳定室温；（3 ）防止热桥产生；（4）防止保温材料受潮；（5）对旧房改造有利；（6 ）不占室内空间。

缺点是对保温材料要求高，对大空间及间歇采暖房间不宜。

十^一、计算（8分）求纬度e =30。

夏至日正午和下午3时的太阳高度角和方位角。

解.正午 h s =90° —（：：『-"） =90° —（30° —23°27'） =83°27'A s =0°下午3时sinh s = sin 「sin 心丄cos 「cos 、. cosl 】=sin 30 0 sin 23 027 ' cos 30 0 cos 23 027 'cos （ -45 °） = 0.76 h s =45.9。

sin ® sinh s -sin 6 sin 30 0 sin 49 .50 — sin 23 027 'cos A s0 ------------------二—0.0314cos W cosh scos 30 0 cos 49 .50A s 二 91 .80执工 八、、一 填空题1. _______________________ 空气的绝对湿度 反映空气的潮湿程度。

2016年建筑物理热工学复习题一、选择题（20 分）1、太阳辐射的可见光，其波长范围是（ B ）微米。

A．0.28~3.0B．0.40~ 0.70C．0.5~1.0D．0.5~2.02、对于热带地区常有的拱顶和穹顶建筑的优点叙述中，（B ）是错误的？A 室内高度有所增加，可使热空气聚集在远离人体的位置B 拱顶和穹顶建筑是为了建筑的美观需要C 屋顶的表面积有所增加，室内的辐射强度有所减少D 一部分屋顶处于阴影区，可以吸收室内部分热量3、下列的叙述，（D ）不是属于太阳的短波辐射。

A 天空和云层的散射B 混凝土对太阳辐射的反射C 水面、玻璃对太阳辐射的反射D 建筑物之间通常传递的辐射能4、避免或减弱热岛现象的措施，描述错误是（ C ）。

A 在城市中增加水面设置B 扩大绿化面积C 采用方形、圆形城市面积的设计D 多采用带形城市设计5、对于影响室外气温的主要因素的叙述中，（D ）是不正确的。

A 空气温度取决于地球表面温度B 室外气温与太阳辐射照度有关C 室外气温与空气气流状况有关D 室外气温与地面覆盖情况及地形无关6、冬季室内外墙内表面结露的原因（ D ）。

A 室内温度低B 室内相对湿度大C 外墙的热阻小D 墙体内表面温度低于露点温度7、在热量的传递过程中，物体温度不同部分相邻分子发生碰撞和自由电子迁移所引起的能量传递称为（ C ）。

A. 辐射B. 对流C•导热D.传热&绝热材料的导热系数入为（B ）。

A. 小于0.4W/（m*K）B. 小于0.3W/（m*K）C. 小于0.2W/（m*K）D. 小于0.1W/（m*K）9、把下列材料的导热系数从低到高顺序排列，哪一组是正确的（I、钢筋混凝土；n、水泥膨胀珍珠岩；川、平板玻璃；w、重沙浆砌筑粘土砖砌体；v、胶合板A. n v、I、w、川B.v、n、川、W、IC.I、w川、n、vD.v、n、w、川、I10、下列陈述哪些是不正确的（B ）？A. 铝箔的反射率大、黑度小B. 玻璃是透明体C. 浅色物体的吸收率不一定小于深颜色物体的吸收率D. 光滑平整物体的反射率大于粗糙凹凸物体的反射率11、白色物体表面与黑色物体表面对于长波热辐射的吸收能力（ D ）。

暖通空调毕业论文选题不确定性环境下智能建筑能量与热舒适联合管理方法研究相变蓄冷空调系统运行策略及应用分析华南地区高校会议空间更新设计研究建筑凹槽内分体式空调室外机设置方式对运行环境的影响研究广州全封闭式屏蔽门地铁车站自然通风潜力研究制冷压缩机性能测试试验台设计与研究铁路交通枢纽大空间光热性能耦合设计研究基于用户需求的家用空气净化产品设计研究夏热冬冷地区高层住宅被动式节能参数定量关系研究夏热冬冷地区高层住宅被动式节能设计策略研究——以武汉地区为例双温冷源空调系统运行策略的优化研究北京市某办公建筑新风系统后评估研究基于机器学习的建筑能耗预测方法研究固体吸附式室内空气除湿材料性能实验研究基于设备实际特性的集中空调系统建模及运行优化北京XX医院空调系统优化研究基于负荷预测的地铁站台空调末端预测控制方法研究集中空调冷冻水系统纠偏控制研究商业办公建筑员工节能行为影响因素及引导策略研究青医附院门诊楼自然通风设计研究地源热泵冷热源耦合供能最优运行策略天津生态城某地块浅层地热利用分析微通道换热器空气源热泵结除霜改善技术研究基于光舒适的公共办公空间节能设计与评定夏热冬冷地区净零能耗办公建筑节能设计研究呼吸式幕墙在北方高层建筑中的应用研究数据中心水冷空调系统节能控制策略研究基于毛细管辐射供冷的温湿度独立控制空调系统能耗与舒适性研究露点蒸发冷却器的模拟及应用研究热湿分控空调系统热环境和能耗对比分析基于冰蓄冷的区域供冷系统优化控制研究海水源热泵系统海水取水取热技术及应用基于遗传蚁群混合算法的中央空调水系统节能优化研究Revit平台下空调制冷机房BIM设计及拆分方法研究城市轨道交通综合运营能耗评估及行车组织策略优化研究广州市大型综合体屋顶空间夏季热环境实测研究当代综合医院中心手术部设计策略研究基于分项计量数据的空调系统运行策略识别研究湿热地区过渡季体育训练馆自然通风设计策略研究历史建筑数字化保护与改造研究——以许家桥将军府为例B型地铁空调通风系统设计及客室流场仿真与验证邮轮中间产品导向型工程分解研究分层和渗流条件下竖直地埋管换热器传热特性研究变风量空调系统智能控制研究基于BIM的超高层建筑管线综合技术应用研究高大平房仓粮食储藏过程中碳排放量计算武汉地区既有高校教学建筑外遮阳优化设计研究供暖期前后居住建筑室内热环境优化设计研究——以唐山地区为例毛细管网辐射供冷和个性化送风复合空调室内环境模拟基于转轮除湿的低露点蒸发冷却系统的研究除湿转轮和热管换热器复合空调系统西安地区单元式住宅建筑体型设计要素的节能分析与优化内融式蓄冰系统实际运行性能的优化研究云驾岭矿空气源热泵的经济性分析和能耗分析典型城市室外PM2.5污染时空分布及室内控制方法研究水蓄冷空调系统布水器优化设计研究建筑凹槽内分体式空调室外机设置方式对运行环境的影响研究广州全封闭式屏蔽门地铁车站自然通风潜力研究双温冷源空调系统运行策略的优化研究基于机器学习的建筑能耗预测方法研究北京XX医院空调系统优化研究基于负荷预测的地铁站台空调末端预测控制方法研究集中空调冷冻水系统纠偏控制研究基于毛细管辐射供冷的温湿度独立控制空调系统能耗与舒适性研究露点蒸发冷却器的模拟及应用研究热湿分控空调系统热环境和能耗对比分析基于遗传蚁群混合算法的中央空调水系统节能优化研究Revit平台下空调制冷机房BIM设计及拆分方法研究基于分项计量数据的空调系统运行策略识别研究基于BIM的超高层建筑管线综合技术应用研究毛细管网辐射供冷和个性化送风复合空调室内环境模拟基于用电行为规律的高校公共建筑电耗特征研究——以陕西省某高校为例夏热冬冷气候区超低能耗住宅混合通风控制策略研究——以苏州同里湖嘉苑超低能耗建筑为例商业建筑空调系统内外区边界确定方法研究及气流组织模拟基于负荷预测的酒店中央空调水系统运行优化方法及其应用研究基于系统动力学的绿色建筑全寿命周期增量成本效益研究船舶舱室舒适度数值模拟研究喷气增焓变频多联机系统性能提升的方法与实验研究电信云数据中心基础设施项目验收质量控制研究西安地区病房楼建筑室内热环境设计策略研究基于地源热泵的寒冷地区酒店节能设计研究适应行为节能的建筑热工设计研究基于珠三角地区问卷数据的办公建筑用户行为模式研究干热干冷气候农村民居围护结构热工性能研究供暖模式影响下居住建筑室内热环境与人体热舒适研究流量调节阀噪声机理分析应用Wankel泵的地源热泵冷却水系统变流量改造研究基于Trnsys的养殖场空调系统节能优化仿真研究基于CFD的某印钞厂库房恒温恒湿数值模拟研究智能全屋新风系统设计研究——以墙式新风机设计为例基于BIM的星级酒店工程运维阶段信息管理研究湿热地区街区式商业建筑室外热舒适度和空调节能优化设计研究BIM环境下空调系统结构体开发及智能化设计方法基于价值工程的X数据中心空调系统多方案决策研究基于地域气候差异的非透光围护结构隔热机理和设计方法研究北方地区冬季地铁车站热环境及其控制策略整车集成热管理协同控制与优化研究辽宁友谊宾馆分布式能源系统的节能策略研究寒冷地区商业建筑室内热环境与热舒适研究基于墙角贴附射流的家用空调机冬季送热风特性。

1、生活给水系统。

为民用、公共建筑和工业企业建筑内的饮用、烹调、盥洗、洗涤、沐浴等生活方面用水所设的给水系统称为生活给水系统。

生活给水系统除满足所需的水量、水压要求外，其水质必须严格符合国家规定的饮用水水质标准。

2、生产给水系统。

为工业企业生产方面用水所设的给水系统称为生产给水系统。

生产用水对水质、水量、水压的要求因生产工艺及产品不同而异。

3、消防给水系统。

为建筑物扑救火灾而设置的给水系统称为消防给水系统。

消防给水系统又划分为消火栓灭火系统和自动喷水灭火系统。

消防用水对水质要求不高，但必须符合建筑防火规范要求，保证有足够的水量和水压。

另外注意上述三个系统不一定独立设置。

五、室内消火栓给水系统的给水方式有哪些？（25分）答：1、由室外给水管网直接供水的给水系统适用于在室外给水管网的压力和流量能满足室内最不利点消火栓设计水压和水量时。

2、设水箱的室内消火栓给水系统这种方式适用在水压变化较大的城市或居住区，当生活和生产用水量达到最大时，室外管网不能满足室内最不利点消火栓的压力和流量，由水箱出水满足消防要求；当生活和生产用水量较小时，室外管网压力大，能保证各消火栓的供水并能向高位水箱补水。

3、设消防水泵、水箱的消火栓给水系统室外管网压力经常不能满足室内消火栓给水系统的水量和水压要求时，宜设水泵和水箱。

4、高层建筑分区给水的室内消火栓给水系统在消火栓给水系统中，当建筑高度大时，消火栓口的静水压力不应大于0.8MPa（新规已经改为1.0 MPa）；当大于此静水压力时，应采用分区给水系统。

六、简述建筑物用电负荷分级。

（25分）答：负荷等级用来衡量建筑物对供电的重要程度。

建筑物的电力负荷根据其重要性和中断供电在政治上，经济上所造成的损失或影响程度，分为三级：1、一级负荷：凡中断供电将造成人身伤亡、在政治上造成重大影响、经济上造成重大损失、使公共场所秩序严重混乱以及对于某些特等建筑如交通枢纽、国家级及承担重大国事活动的会堂、宾馆、国家级大型体育中心、经常用于重要国际活动有大量人员集中的公共场所等为一级负荷。

热工学试题参考02热工学习题（一）名词解释：过程：指热力系由一个状态变化到另一个状态时所经历的全部状态的集合。

循环：就是封闭的过程，即热力系从某一个状态开始，经过一系列中间状态后，又回复到原来的状态。

稳定状态:所有变量都处于平衡状态的运行状态。

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(温度相同)，则它们彼此也必定处于热平衡。

这一结论称做“热力学第零定律”。

灰体:物体的单色黑度不随波长变化的物体。

基本状态参数:从各个不同方面描写热力系宏观状态的物理量是状态参数，常用的有六个即压力、比容、温度、内能、焓、熵。

其中压力、比容、温度可直接测量比较直观，称为基本状态参数。

黑度:同温度下绝对黑体的辐射力之比值。

内能：物质内部分子动能和位能的总和。

开口系统：与外界有质量交换的热力系统称为开口系统。

平衡状态：指热力系在无外界的影响下，宏观性质不随时间而变化的状态。

可逆过程：能够反向进行并完全恢复原来状态而不对外界造成任何影响的热力过程。

热辐射：由于自身温度或热运动的原因而激发的电磁波传播，称为热辐射。

非稳态导热：在导热过程中，如果温度随时间的变化而变化，则认为是非稳态导热热阻：1.导热过程的阻力。

为导热体两侧温差与热流密度之比。

2. 流体在一定流速下由于加热引起的总压损失。

卡诺定律：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，热效率都相等，与其工质无关。

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，其热效率不可能大于可逆热机的热效率。

理想气体：是由不占体积的质点组成，分子间没有相互作用力，当实际气体比容趋于无穷大时，它就成了理想气体。

制冷：用人为的方法使其某物体或空间冷却，使其温度低于环境温度并维持这个低温的过程。

传热过程：物系中质点发生相对位移(质点运动)进行热量传递的过程。

稳定温度场：某个换热系统在某一瞬间空间各点的温度分布情况不随时间变化，即为稳定温度场。

大学热学论文范文大学物理热力学论文如何写我猜你说的是平时的小论文吧光学的话，你可以找一个教材上没有算过的光栅来算算干涉衍射后的光强分布；或者研究一下阿贝二次成像原理。

热学的话，可以从4个麦克斯韦关系式出发，推导一些公式，比如新概念物理上内能与物态的关系式，等。

我不大擅长这方面，倒是上学期期末写了电学的小论文还得到了点加分如果不是小论文，而是比较正式的话，这段文字应该被无视建议你去—库或者你们学校的图书馆DOWN我给你找了很多，怎么给你呢？你把邮箱发过来啊？发了一篇《克劳修斯在热学发展中的地位和作用》给你。

修改一下应该可以吧...热学发展史对中学热学教学的启示学是中学物理教学中必不可少的一个重要内容，而由于比较抽象，因此成为中学物理教学中的一个难点.热现象普遍存在.同学们很早就有了相关的经验，这是进行热学教学的一个很好基石.但也正因为这个基石的作用，一些不正确的观点很难进行纠正.根据教学经验和相关研究人员的调查结论知道，不管是小学生还是中学生，不管是否学过物理，都有相当多的人对热的理解不科学，其中非常典型的想法就是把热看成是一种可以流动的物质•根据当前国际科学教育上富有广泛影响的学习理论即“概念转变”理论认为:科学学习的过程就是概念转变过程，提出了为概念转变而教.那么作为中学物理热学部分的教学，其主要目标是让同学们通过热学的学习.实现其概念发生转变，建立起科学的分子运动论观点.为了实现概念发生转变，很多的教师和研究者进行了多种尝试，如通过“做中学” “实验探究”等方法来帮助学生建立科学的热观点，都取得了一定的成效.而木文中笔者试从利用热学发展史开展有效教学帮助学生转变概念进行浅析.从认知发展心理学的观点看，同学们个体在对某一事物认识的时候，认识水平是在主体与客体间不断地相互作用过程中变化和提高的.个体的认识发展过程是人类认识发展过程的一个缩影.因此个体的认知发展水平和历史上人类对其认识水平是相对应的•也就是说从人类对热的认识发展就可预知学生对热的理解情况.那么要进行有效的热学教学，我们有必要向学生介绍有关热学发展史.在历史上，人类对“热”是什么的思考一直没停止过.对热的认识不断变化和发展•大致可以归纳为以下三个阶段：一、热质说的形成受古希腊原子论思想的影响，热是某种特殊的物质实体的观点也得到流传.法国科学家和哲学家伽桑狄认为，热和冷也是由特殊的.'热原子”和''冷原子”引起的，波尔哈夫认为热的本源是钻在物体细孔中的、具有高度可塑性和贯穿性的物质粒子，它们没有重量，彼此排斥.这个观念，把人们引向“热质说”.热”可以从高温物体传向低温物体，就好似水从高流向低处.认为热是一种特殊的物质.它暗藏在物质粒子之间，受到物质粒子的吸引，热质粒子之间互相排斥.在18世纪..热质说”几乎统领热学各个领域，当时“热质说”能简单地、较满意地解释当时发现的大部分热现象，并取得了一定的成功■例如.物体温度的变化是吸收或放出“热质”引起的;热传导是“热质”的流动，等等.在“热质说”的影响下，热学（主要量热学）的研究取得了一些进展.但到了后来，“热质说”无法解释热缩冷胀、摩擦生热等现象，受到了严重的挑战.二、定性的热动说的形成1658年，伽桑狄提出物质是由分子构成的假设，假想分子是硬粒子，能向各个方向运动，使它们以不同形式进行结合并表现出不同的特征.他用这个假说进一步解释了固、液、气三种状态.即在固体内部，硬粒子结合得很紧密，粒子之间强大的力使它们保持着固定的形状、粒子排列规则;在液体内部，相距较近的粒子之间的力使它们不易分散开来;在气体中，相距很远的粒子之间不存在相互作用力，各个粒子自西运动.19 世纪初，随着化学原子论的确立，分子概念同样也被提了岀来，分子无规则运动的现象也由实验所呈现出来.在1803年时，道尔顿（英国化学家）通过对大气的成分、性质以及气体的扩散和混合现象的研究，提出了他的新原子学说的基木要点.即：一切化学元素都是由不可分割的原子组成的；各种元素的原子以其不同的形状、性质而区别，并具有特定的质量;不同元素的原子以简单整数的比例柑结合而形成各种化合物的原子.当时由于“分子”概念尚未建立，道尔顿把不同原子组成的分子称为“复朵原子” .1811年，阿伏加德罗（意大利物理学家）在道尔顿的原子论的思想基础上，开始引入“分子”的概念，并把它与原子概念相区别.1827年，由于布朗（英国植物学家）长期的观察研究，发现布朗运动，他在分子运动论方面做出了新发现，为分子运动提供了有力的证据.1905年爱因斯坦从统计力学观点最终建立了布朗运动的理论，给分子运动的研究提供了理论依据.接着法国的佩兰根据爱因斯坦及他人的理论研究成果，做了多年的关于布朗运动的实验，并由此相当精确地测定了阿伏加德罗常数和分子的各个有关的数据. 因此，布朗运动是微观分子运动的宏观表现.也是分子存在热运动和分子间存在空隙的有力证据.三、定盆的热动说的形成焦耳等人通过大量的实验，认为热和机械运动等同其他运动形式一样，也是运动的一种形式，而不是一种特殊的物质（热质）.之后，人们进一步对热运动作了定量的比较系统的研究.使分子运动论得以建立起来.在分子运动论方面做出大量工作的有许多科学家，其中克劳修斯、麦克斯韦、玻尔兹曼的工作尤为重要，他们是分子运动论的主要奠基者.经过许多物理学家几代人的共同努力，分子运动理论终于建立起来了.它不仅揭示了宏观“热”过程与分子的微观运动状态之间的联系，而且表明了热是大量分子的无规则运动的表现，一个宏观系统的热力学状态是由组成该系统的大量分子的统计规律决的.这也说明热运动和机械运动是完全不同的运动形式.单个分子的运动遵从牛顿力学规律，大量分子的运动遵从的是统计规律性.四、热学发展史对中学热学教学的启示中学物理教学，不要求定量地掌握有关分子运动论，所以目前的中学物理教科书中只涉及到分子运动论的一些基木概念，内容表述为：（1）宏观物体是由大量微粒一分子或原子组成的；（2）物体内的分子在不停地运动着，这种运动是无规则的，其剧烈程度与物体的温度有关；（3）分子之间有相互作用力.由此可以看出，对于中学生只要建立起定性的分子运动论的观点就可以了，这是中学热学的教学目标.真正有效的教学过程实际上就是想办法缩短学生科学认识所用的时间，不必再像历史上人类那样通过那么长的时间去摸索探究，所以在热学教学中，不能忽视学生原有经验，设置合适的问题情景，让学生面临当初科学家们所面临的问题，通过探究来不断发展或改变原有不科学的概念.了解在人类认识历史上是如何从热质说发展到热动说，难点何在，怎么突破等问题，对中学物理教学具有参考意义.1 丁帮平.国际科学教育导论.太原：山西教育出版社，XX2吴瑞贤，章立源.热学研究.成都：四川大学出版社，1987（1）玻意耳定律当n, T—定时V, P成反比，即PV二Cl（常数）（2）盖-吕萨克定律当v, n—定时P, T成正比，即P/T 二C2（常数）（3）阿伏伽德罗定律当T, p—定时V, n成正比，即V/n=C3 （常数）由⑴⑵⑶得PV二n C2C3 T二Cl令C2C3二R即得到pV二nRT,即理想气体状态方程，理想气体状态方程加热力学三大定律，应该算是热力学中最重要的几个公式了。

第一章 热力学的基本规律1.8满足pV n C 的过程称为多方过程, 想气体在多方过程中的热容量C n 为2C Vn 1解：根据式（1.6.1）,多方过程中的热容量Cn^3 Wo P对于理想气体，能U 只是温度T 的函数,+C V ,n所以CnC Vp〒^(2)T n将多方过程的过程方程式pv n C 与理想气体的物态方程联立，消去压强P 可得TV n 1 C 1 （常量）。

（3将上式微分，有V n1dT (n 1)V n2TdV 0,所以VV/八 (4)T n (n 1)T代入式（2），即得C n C VPC V , (5)T(n 1) n 1其中用了式（1.7.8）和（1.7.9）。

1.14试根据热力学第二定律证明两条绝热线不能相交。

解：假设在P V 图中两条绝热线交于C 点，如图所示。

设想一等温线与其中常数 n 名为多方指数。

试证明：理C n(1)两条绝热线分别交于A 点和B 点(因为等温线的斜率小于绝热线的斜率，这样 的等温线总是存在的)，则在循环过程ABCA 中，系统在等温过程AB 中从外界吸 取热量Q,而在循环过程中对外做功 W,其数值等于三条线所围面积(正值)c 循环过程完成后，系统回到原来的状态。

根据热力学第一定律，有W Q 。

这样一来，系统在上述循环过程中就从单一热源吸热并将之完全转变为功了， 这违背了热力学第二定律的开尔文说法，是不可能的。

因此两条绝热线不可能相交。

第二章均匀物质的热力学性质2.2设一物质的物态方程具有以下形式：p f(V)T,试证明其能与体积无关.解：根据题设，物质的物态方程具有以下形式：p f(V)T,(1)故有f(V).但根据式(2.2.7),有所以Tf (V) p 0.(2)(3)(4)P,这就是说，如果物质具有形式为（1）的物态方程，则物质的能与体积无关, 只是温度T的函数.2.4 已知—0,求证—0.V T P T解：对复合函数U(T, P) U(T, V(T, p))求偏导数，有U U V ■P T V T P T如果—0,即有V TP T式(2)也可以用雅可比行列式证明：U (U, T)P T (P，T)(U, T) (V, T)(V, T) (P, T)U V.V T P T第六章近独立粒子的最概然分布6.3 试证明，对于二维自由粒子，在面积L2,在£到寸d £的能量围，量子态数为L2 dn x dn y= —dP x dP y h(1)(2)(3) (2)证明：对于二维自由粒子，有P x2 .所以，在面积L ,在P xD( s) dhLnx, P ydP x『^mdh2hLny：dn x,dP y ?dn yP x dP x, P y P y dP y的量子态数为换为极坐标，则动量大小在 p p dp 的量子态数为dn ^2 pdpd £dp 2d h 2h2p _ . . .... ____ __ ... 对4从0至2兀积分，并利用匕则可得在£到+d £的能量围，量子态数为2mD() d £ =2^md第七章玻耳兹曼统计7.8稀薄气体由某种原子组成.原子两个能级能量之差为2 1.当原子从高能级2跃迁到低能级1时将伴随着光的发射.由于气体中原子的速 度分布和多普勒（Doppler ）效应，光谱仪观察到的不是单一频率 °的谱线， 而是频率的一个分布，称为谱线的多普勒增宽.试求温度为T 时谱线多普勒增 宽的表达式.解：我们首先根据在原子跃迁发射光子过程中动量和能量的守恒关系导出 多普勒效应. 为明确起见，假设光谱仪接受沿z 轴传播的光，原子的誓师为m,初态处 在能级2，速度为°，发射能量为»，动量为jk 到能级1，速度变为V 1动量守恒和能量守恒要求k n 如2 — m j. 2将式（1）平方并除以2m,得（平行于z 轴）的光子后跃迁(1) (2)m q 12m q 2 2 2k 2代入式（2）,注意211 . -m M U— 2 2mJ 0.即有1 2Hzc2m （式（3）右方后两项的大小估计如下：考虑m”0 26kg, 如N 3 102m s-1,15 -1N10 s，即有因此右方第三项完全可以忽略，且 与°的差别很小.将式（3）改写为(4)式（4）给出多普勒频移.多普勒频移通常表达为：当原子以速度 v 面对观察者 运动时，观察者看到的光频是这是以0为中心的高斯（Gaussian ）型分布.可以将式（6）表示为高斯型分布 的标准形式：2__ 0 —e ^^1e2 2(3)其中0是静止原子发出的光的频率.根据式（7.3.7），温度为T 时，气体中原子速度的 概率与下式成正比：m 2e 2kT d 会将式（4）代入上式可以得到光的频率分布2m c22kTez 分量iz 到Q diz 之间的（5）2m c厂c——d .(6)(7)景091其中 0=2.函数F满足归一化条件mcF d 1.（8）式（7）可以从实验加以验证.这是实验上验证麦氏速度分布的方法之一.7.16已知粒子遵从经典玻耳兹曼分布，其能量表达式为1一2 一2 _2 _ 2 ——P x P y P z ax 成，2m其中a,b 是常量，求粒子的平均能H解：应用能量均分定理求粒子的平均能量时，需要注意所难能量表达式 中ax 2和bx 两面三刀项都是x 的函数，不能直接将能量均分定理用于 ax 2项而得出aX 2 1kT 的结论.要通过配方将 表达为22kT£7.21定域系统含有N 个近独立粒子，每个粒子有两个非简并能级°和1 1.求在温度为T 的热平衡状态下粒子在两能级的分布，以及系统的能和炳 .讨论 在低温和高温极限下的结果解:首先分析粒子在两能级的分布.配分函数为乙 e 0 ee 0 1 e处在两能级的最概然粒子数分别为n 。