大学物理(第三版)热学第二篇
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大学物理公式第一篇:力学力学是物理学的一个分支,主要研究物体运动的规律和受力情况。
下面是常见的力学公式。
1. 基本运动学公式:v = v₀ + at (速度的变化量)s = s₀ + v₀t + ½at²(位移的变化量)v²– v₀² = 2as (速度和位移的关系)2. 牛顿三定律:F = ma (物体受力与加速度成正比)作用力与反作用力大小相等、方向相反、作用在不同的物体上3. 动力学公式:F = ma (力的大小与加速度成正比)F = Gm₁m₂/r²(万有引力定律)K = ½mv²(动能公式)U = mgh (重力势能公式)E = K + U (机械能公式)4. 动量定理:FΔt = Δp (作用力与动量变化的关系)p = mv (动量公式)5. 碰撞公式:完全弹性碰撞:m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁’ + m₂v₂’非完全弹性碰撞:m₁v₁ + m₂v₂ = (m₁ + m₂)V’第二篇:热学热学是物理学的一个分支,主要研究热和温度的现象和规律。
下面是常见的热学公式。
1. 温度计算公式:C = (F – 32) / 1.8 (华氏温度转摄氏温度)F = C × 1.8 + 32 (摄氏度转华氏温度)K = C + 273.15 (摄氏度转开氏温度)2. 热传递公式:Q = mcΔT (热量公式)Q = hAΔT (对流换热公式)Q = kAΔT/d (传导换热公式)3. 热力学公式:Q = ΔU + W (内能变化、热量传递和功的关系)ΔS = Q/T (熵变公式)4. 热力学循环公式:ΔU = W + Q (内能变化、功和热量的关系)η = W/Q₁ = (Q₁– Q₂)/Q₁(热机效率公式)第三篇:电学电学是物理学的一个分支,主要研究电荷和电场的现象和规律。
下面是常见的电学公式。
1. 基本电磁公式:F = kq₁q₂/r²(库仑定律)E = F/q (电场强度公式)U = kq₁q₂/r (电势能公式)V = U/q = kQ/r (电势公式)2. 电流公式:I = Q/t (电流的定义)I = ΔQ/Δt (电流的计算公式)V = IR (欧姆定律)3. 阻抗公式:R = ρl/A (电阻的定义)ρ = RA/l (电阻率公式)Z = R + jX (阻抗的定义)X = 2πfL –1/2πfC (电感和电容的关系)4. 磁场公式:B = μ₀I/2r (安培环形定理)B = μ₀I/4πr²(比奥萨伐尔定律)B = μ₀nI (磁场公式)F = qvBsinθ (洛仑兹力公式)。
热力学第二定律课后习题答案习题1在300 K ,100 kPa 压力下,2 mol A 和2 mol B 的理想气体定温、定压混合后,再定容加热到600 K 。
求整个过程的∆S 为若干?已知C V ,m ,A = 1.5 R ,C V ,m ,B = 2.5 R[题解]⎪⎩⎪⎨⎧B(g)2mol A(g)2mol ,,纯态 3001001K kPa,()−→−−−−混合态,,2mol A 2mol B100kPa 300K 1+==⎧⎨⎪⎪⎩⎪⎪p T 定容()−→−−2混合态,,2mol A 2mol B 600K 2+=⎧⎨⎪⎩⎪T ∆S = ∆S 1 + ∆S 2,n = 2 mol∆S 1 = 2nR ln ( 2V / V ) = 2nR ln2 ∆S 2 = ( 1.5nR + 2.5nR ) ln (T 2 / T 1)= 4nR ln2 所以∆S = 6nR ln2= ( 6 ⨯ 2 mol ⨯ 8.314 J ·K -1·mol -1 ) ln2 = 69.15 J ·K -1 [导引]本题第一步为理想气体定温定压下的混合熵,相当于发生混合的气体分别在定温条件下的降压过程,第二步可视为两种理想气体分别进行定容降温过程,计算本题的关键是掌握理想气体各种变化过程熵变的计算公式。
习题22 mol 某理想气体,其定容摩尔热容C v ,m =1.5R ,由500 K ,405.2 kPa 的始态,依次经历下列过程:(1)恒外压202.6 kPa 下,绝热膨胀至平衡态; (2)再可逆绝热膨胀至101.3 kPa ; (3)最后定容加热至500 K 的终态。
试求整个过程的Q ,W ,∆U ,∆H 及∆S 。
[题解] (1)Q 1 = 0,∆U 1 = W 1, nC V ,m (T 2-T 1))(1122su p nRT p nRT p --=, K400546.2022.405)(5.11221211212====-=-T T kPa p kPa p T p T p T T ,得,代入,(2)Q 2 = 0,T T p p 3223111535325=-=-=--()γγγγ,, T T 320.42303==-()K(3)∆V = 0,W 3 = 0,Q U nC T T V 3343232831450030314491==-=⨯⨯⨯-=∆,()[.(.)].m J kJp p T T 434350030310131671==⨯=(.).kPa kPa 整个过程:Q = Q 1 + Q 2+ Q 3 =4.91kJ ,∆U = 0,∆H = 0,Q + W = ∆U ,故W =-Q =-4.91 kJ∆S nR p p ==⨯=--ln (.ln ..).141128314405616711475J K J K ··[导引]本题的变化过程为单纯pVT 变化,其中U 、H 和S 是状态函数,而理想气体的U 和H 都只是温度的函数,始终态温度未变,故∆U = 0,∆H = 0。