中学物理竞赛讲义-8.3热力学第二定律-热传递方式

热力学初中物理中的热量传递与能量转化热力学是探讨能量转化与传递的科学领域，它在初中物理中占有重要地位。

本文将深入探讨热力学在初中物理中的热量传递与能量转化问题。

一、热量传递热量是一种能量形式，是由高温物体传递到低温物体的能量。

在初中物理中，常见的热量传递方式有三种：传导、对流和辐射。

1. 传导传导是热量在物体内部传递的方式。

当物体的一部分温度升高，其分子的平均动能增加，分子之间的相互作用也随之增强，从而使热量从高温区域传导到低温区域。

热传导的速度受到物体材料的导热性能以及温度差的影响。

2. 对流对流是热量通过流体传递的方式。

流体的分子不断受热，体积膨胀，密度减小，使得热量上升。

而周围较冷的流体则下沉，形成对流循环。

对流的速度受到流体的性质、温度差和介质的修养影响。

3. 辐射辐射是热量通过电磁波传递的方式。

热物体会发出热辐射，而热辐射能够在真空中传播。

热辐射的强度与物体的温度有关，温度越高，辐射能量越大。

黑体是一种能吸收和辐射最大量热辐射的物体。

二、能量转化热量是能量的一种，能量是指物体具有做功的能力。

在能量转化中，热能转化为机械能、电能、化学能等形式，从而实现各种各样的功效。

1. 热能转化为机械能热能可以通过热机转化为机械能。

热机是利用热能进行工作的装置，例如蒸汽机、内燃机等。

在蒸汽机中，燃烧产生的热量使水变为蒸汽，蒸汽的膨胀驱动活塞进行机械运动，将热能转化为机械能。

2. 热能转化为电能热能可以通过热电效应转化为电能。

热电效应是指当两个不同温度的导体接触时，由于温度差异而产生电动势。

热电效应广泛应用于发电、温度测量等领域。

3. 热能转化为化学能热能可以通过化学反应转化为化学能。

例如，把燃料燃烧后会释放出大量的热能，这时热能被转化为化学能，储存在新形成的化合物中。

化学能的转化又可以进一步应用于生产、生活等方面。

结语：热力学在初中物理中涉及到热量传递与能量转化的相关内容。

通过学习热力学的基本原理和热力学现象，我们可以更好地理解能量的转化与传递过程，在实际生活和科学研究中发挥重要作用。

热传递初中物理中热传递的三种方式与应用热传递是指热量从高温物体传递到低温物体的过程。

在我们的日常生活中，热传递是非常常见的现象。

研究热传递的方式和应用，可以帮助我们更好地理解热的特性，并在实际生活中加以应用。

一、导热是热传递的一种方式，常见的应用有：1. 热水器：热水器的工作原理就是利用导热的特性，将燃气或电能转化为热能，并通过导热方式传递给水，将水加热至合适的温度。

2. 电热毯：电热毯通过导热的方式将电能转化为热能，并将热能传递给毯子，实现保暖的效果。

3. 厨房烹饪：在烹饪过程中，我们常常使用导热性能良好的锅具来传递热能，加热食材，使其熟热均匀。

二、对流是热传递的另一种方式，常见的应用有：1. 空调：空调利用对流的原理，通过送风机将热空气排出，吸入冷却的空气，从而调节室内的温度和湿度。

2. 水循环系统：中央供暖系统中的水循环系统利用对流的方式，将热水依次传递到各个房间，实现整体供暖效果。

3. 汽车散热器：汽车散热系统通过对流的方式，将发动机产生的热量传递到散热器表面，通过对流使热量散发到空气中，降低发动机温度。

三、辐射是热传递的第三种方式，常见的应用有：1. 太阳能发电：太阳能发电利用太阳辐射的能量将其转化为电能。

通过太阳能电池板吸收太阳的辐射，将其转化为电能，实现绿色能源的利用。

2. 红外线烤炉：红外线烤炉利用红外线辐射传递热量，使食物迅速加热，节省烹饪时间。

3. 远红外线保健仪器：远红外线能够穿透皮肤深层，促进血液循环和新陈代谢，被广泛应用于康复医疗和健康保健领域。

综上所述，热传递在生活中有着广泛的应用。

了解热传递的三种方式及其应用，有助于我们更加深入地理解热的本质，为实际应用提供理论基础。

在未来的科学学习和实践中，我们可以进一步研究热传递的机制和应用，以发挥其在能源、环境保护、医疗健康等方面的重要作用。

全国中学生物理竞赛内容提纲2023年2月修订版。

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。

矢量的合成和分解。

矢量的标积和矢积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。

刚体的平动和绕定轴的转动。

2、牛顿运动定律力学中常见的几种力牛顿第一、二、三运动定律。

惯性参照系的概念。

摩擦力。

弹性力。

胡克定律。

惯性力的概念。

万有引力定律。

均匀球壳对壳内和壳外质点的引力公式（不规定导出）。

开普勒定律。

行星和人造卫星的运动。

3、物体的平衡共点力作用下物体的平衡。

力矩刚体的平衡。

重心。

物体平衡的种类。

4、动量冲量。

动量。

质点与质点组的动量定理。

动量守恒定律。

质心，质心运动定理。

反冲运动及火箭。

5、冲量距角动量。

质点与质点组的角动量定理（不引入转动惯量）。

角动量守恒定律。

6、机械能功和功率。

动能和动能定理。

重力势能。

引力势能。

质点及均匀球壳壳内和壳外的引力，势能公式（不规定导出）。

弹簧的弹性势能。

功能原理。

机械能守恒定律。

碰撞。

恢复系数。

7、流体静力学静止流体中的压强。

浮力。

8、振动简揩振动[ x=Acos(ωt+α)]。

振幅。

频率和周期。

位相。

振动的图象。

参考圆。

振动的速度υ=－Asin(ωt+α)]和加速度。

由动力学方程拟定简谐振动的频率，简谐振动的能量。

同方向同频率简谐振动的合成。

阻尼振动。

受迫振动和共振（定性了解）。

9、波和声横波和纵波。

波长、频率和波速的关系。

波的图象。

平面简谐波的表达式y= Acos(t－x/v)波的干涉和衍射（定性）。

驻波，声波。

声音的响度、音调和音品。

声音的共鸣。

乐音和噪声。

多普勒效应。

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、热力学第二定律热力学第二定律。

可逆过程和不可逆过程。

4、气体的性质热力学温标。

高中物理竞赛讲义目录高中物理竞赛讲义 (1)第0部分绪言 (5)一、高中物理奥赛概况.....................................错误!未定义书签。

二、知识体系....................................................错误!未定义书签。

第一部分力＆物体的平衡 (5)第一讲力的处理 (13)第二讲物体的平衡 (15)第三讲习题课 (16)第四讲摩擦角及其它 (21)第二部分牛顿运动定律 (24)第一讲牛顿三定律 (24)第二讲牛顿定律的应用 (25)第二讲配套例题选讲 (35)第三部分运动学 (35)第一讲基本知识介绍 (35)第二讲运动的合成与分解、相对运动 (37)第四部分曲线运动万有引力 (40)第一讲基本知识介绍 (40)第二讲重要模型与专题 (42)第五部分动量和能量 (52)第一讲基本知识介绍 (52)第二讲重要模型与专题 (55)第三讲典型例题解析 (70)第六部分振动和波 (70)第一讲基本知识介绍 (70)第二讲重要模型与专题 (75)第三讲典型例题解析 (86)第七部分热学 (86)一、分子动理论 (87)二、热现象和基本热力学定律 (89)三、理想气体 (91)四、相变 (98)五、固体和液体 (102)第八部分静电场 (103)第一讲基本知识介绍 (104)第二讲重要模型与专题 (107)第九部分稳恒电流 (120)第一讲基本知识介绍 (120)第十部分磁场 (134)第一讲基本知识介绍 (134)第二讲典型例题解析 (138)第十一部分电磁感应 (146)第一讲、基本定律 (146)第二讲感生电动势 (150)第三讲自感、互感及其它 (154)第十二部分量子论 (157)第一节黑体辐射 (158)第二节光电效应 (161)第三节波粒二象性 (168)第四节测不准关系 (172)第0部分绪言全国中学生物理竞赛内容提要--理论基础(2013年开始实行)说明：．本次拟修改的部分用楷黑体字表示，新补充的内容将用“※”符号标出，作为复赛题和决赛题增补的内容；※※则表示原属预赛考查内容，在本次修改中建议改成复赛、决赛考查的内容。

初中物理易考知识点热的传递和热量的计算初中物理易考知识点：热的传递和热量的计算物体的热传递是指热量由高温物体传递到低温物体的过程，热量的计算是根据热传递的原理进行求解。

在初中物理中，热的传递和热量的计算是一项重要的考点，本文将围绕这个主题展开讲解。

一、热的传递方式热的传递可以通过三种方式进行：传导、传热和辐射。

下面我们将依次介绍这三种方式。

1. 传导传导是指物质之间直接接触而热量传递的过程。

当物体的一部分受热时，热量会沿着物体的颗粒自高温传递到低温区域。

传导的热量取决于物体的导热性质以及温度差。

常用的导热材料有金属和导热塑料等。

2. 传热传热是指通过流体（气体或液体）进行热量传递的过程。

当物体受热时，流体会被加热并膨胀，从而形成对流。

对流会导致热量在流体中传递。

传热的热量取决于流体的性质、温度差以及流体的流动速度。

3. 辐射辐射是指热量通过电磁波的形式传递的过程。

所有物体都会辐射能量，其辐射的能量与物体的温度有关。

辐射的热量不需要介质传递，可以在真空中传播。

二、热的传递规律热的传递遵循热力学中的三个基本定律：热动力学第一定律、热动力学第二定律和熵增定律。

在初中物理中，我们主要关注热动力学第一定律。

热动力学第一定律，也称为能量守恒定律，可以用以下公式表示：热量的增加 = 质量 ×物质的比热容 ×温度变化其中，“热量的增加”表示物体的热量变化，单位为焦耳（J）或千焦（kJ）；“质量”表示物体的质量，单位为千克（kg）；“物质的比热容”表示物质在单位质量单位温度变化下吸收或释放的热量，单位为焦耳/千克·摄氏度（J/(kg·℃)）；“温度变化”表示物体的温度变化，单位为摄氏度（℃）。

三、热量的计算热量的计算需要考虑质量、比热容和温度变化等因素。

下面通过几个例子来说明热量的计算方法。

1. 计算物体的热量变化例题：一个物体的质量为2kg，比热容为0.5J/(kg·℃)，它升高10℃，求热量的增加。

初二物理热传递知识点归纳总结热传递是物体之间热量的传递方式，是热力学中的重要内容。

它在我们的日常生活中无处不在，例如热水热饭、太阳辐射热、电热器加热等等。

初中物理中的热传递关键知识点有三种传热方式：传导、对流和辐射。

以下是对这三种传热方式的详细介绍及其应用。

一、传导传导是指热量通过物体内部粒子之间的直接碰撞而传递的方式。

常见的传导现象包括金属材料导热和炉子通过铁锅使水热的过程。

1. 导体与绝缘体传导的速度和效果与物体的导热性质有关，分为导体和绝缘体。

导体是指能够迅速传导热量的物体，如金属；而绝缘体是指导热性质较差的物体，如木材、塑料等。

2. 热传导公式热传导的公式为：Q = λ × A × ΔT / L其中，Q代表热量的传导，单位为焦耳（J）；λ代表热导率（根据物体的性质确定），单位为焦耳/米·秒·摄氏度（J/m·s·℃）；A代表传热截面的面积，单位为平方米（m²）；ΔT代表温度差，单位为摄氏度（℃）；L代表传热距离，单位为米（m）。

二、对流对流是指热量通过流体运动传递的方式，只能发生在液体和气体中。

常见的对流现象有水的煮沸、空气的对流循环等。

1. 对流传热规律对流传热规律可以通过牛顿冷却定律进行描述，即Q = h × A × ΔT。

其中，Q代表热量的传导，单位为焦耳（J）；h代表对流传热系数，单位为焦耳/秒·平方米·摄氏度（J/s·m²·℃）；A代表传热截面的面积，单位为平方米（m²）；ΔT代表温度差，单位为摄氏度（℃）。

2. 局部优势对流传热中的一个重要概念是局部优势。

当流体从较热区域经过较冷区域时，热量会富集在流体的较冷区域，形成局部优势。

三、辐射辐射是物体通过电磁波辐射传递热量的方式，不需要通过介质传递热量。

常见的辐射现象有太阳辐射、微波炉加热食物等。

热学中的热传递和热力学定律热学是物理学的一个重要分支，研究物体的热现象和热能转化。

其中，热传递和热力学定律是热学中的两个核心概念。

本文将从热传递和热力学定律两个方面进行探讨。

一、热传递热传递是指热量从高温物体传递到低温物体的过程。

热传递的方式有三种：传导、对流和辐射。

1. 传导传导是指热量通过物体内部的分子振动和碰撞传递的过程。

传导的速度与物体的导热性质有关，导热性能好的物体传导速度较快。

常见的导热性能好的物体有金属和石头等。

而导热性能差的物体，如木材和塑料等，则传导速度较慢。

2. 对流对流是指热量通过流体的流动传递的过程。

流体的流动会带走物体表面的热量，使得热量能够迅速传递到其他地方。

对流的速度与流体的流速和温度差有关。

例如，热水在锅中加热时，水底部的热量会通过对流传递到整个锅中。

3. 辐射辐射是指热量通过电磁波的传播传递的过程。

辐射可以在真空中传播，不需要介质的支持。

例如，太阳的热量通过辐射传递到地球上。

辐射的速度与物体的温度有关，温度越高，辐射速度越快。

二、热力学定律热力学定律是热学研究的基本规律，包括热力学第一定律和热力学第二定律。

1. 热力学第一定律热力学第一定律也被称为能量守恒定律，它表明能量在系统中的转化是守恒的。

根据这个定律，热量可以转化为机械能或其他形式的能量，而总能量保持不变。

例如，当我们把热水壶中的水加热时，电能转化为热能，使得水的温度升高。

2. 热力学第二定律热力学第二定律是关于热传递方向的定律，也被称为热力学不可逆定律。

它表明热量只能从高温物体传递到低温物体，不会自动从低温物体传递到高温物体。

这是因为热量的传递是由热量的不可逆性所决定的。

例如，我们无法将冷水加热到比热源温度更高的温度。

热力学第二定律还提出了熵增原理，即系统的熵在不可逆过程中会增加。

熵是描述系统无序程度的物理量，熵增原理表明不可逆过程会使得系统的无序程度增加。

这也是为什么自然界中的过程总是趋于无序的原因。

热力学第二定律 热传递方式一、热力学第二定律表述1：热量只能自发的从高温物体转移至低温物体。

如果想让热量由低温物体转移到高温物体，一定会引起其他变化（需要做功）。

热传递的方向性表述2：不可能从单一热源取热，把它全部变为功而不产生其他任何影响机械能、内能转化的方向性（能量耗散）表述3：有序到无序，熵增加第一类永动机：不需要动力的机器，它可以源源不断的对外界做功违反能量守恒定律第二类永动机：从单一热库吸收热量，全部用于做功。

违反热力学第二定律：机械能与内能的转化具有方向性，机械能可以转化内能，但内能却不能全部转化为机械能而不引起其它变化。

二、卡诺循环当高温热源和低温热源的温度确定之后，所有热机中，按照卡诺循环运行的热机效率是最高的。

（证明略）卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。

从高温热源等温吸热Q 1，对外做功，并向低温热源散热Q 2。

两个绝热过程中，没有热传递，做功等于内能变化，为相反数。

2i W nR T =∆ 两个等温过程中，热量交换加上做功等于0，因此，在高温热源吸热：21111ln V Q W nRT V =-= 在低温热源放热：42223lnV Q W nRT V =-= 利用绝热过程的状态方程：2233PV PV γγ=，即 112132V nRT V nRT γγ--= 4411PV PV γγ=，即 114211V nRT V nRT γγ--= 有上述公式可得卡诺热机的效率，即最大效率：121211Q Q T T Q T η--== 如果将上述过程反过来，叫做逆卡诺循环，即在外界做功W 的帮助下，从低温热源吸热Q 2，向高温热源散热Q 1。

例如空调、冰箱都有这种功能。

（但现实中的空调、冰箱不一定满足逆卡诺循环的条件）。

对于逆卡诺循环，常用制冷系数进行描述：221212Q T Q Q T T ω==--例1、有一卡诺致冷机，从温度为-10℃的冷藏室吸取热量，而向温度为20℃的物体放出热量。

说明：1、2016版和2013版相比较，新增了一些内容，比如☆科里奥利力，※质心参考系☆虚功原理，☆连续性方程☆伯努利方程☆熵、熵增。

另一方面，也略有删减，比如※矢量的标积和矢积，※平行力的合成重心，物体平衡的种类。

有的说法更严谨，比如反冲运动及火箭改为反冲运动※变质量体系的运动，※质点和质点组的角动量定理(不引入转动惯量) 改为质点和质点组的角动量定理和转动定理，并且删去了对不引入转动惯量的限制，声音的响度、音调和音品声音的共鸣乐音和噪声增加限制（前3项均不要求定量计算）。

2、知识点顺序有调整。

比如刚体的平动和绕定轴的转动2013版在一、运动学的最后，2016版独立为一个新单元，---很早以前的版本也如此。

3、2013年开始实行的“内容提要”中，凡用※号标出的内容，仅限于复赛和决赛。

2016年开始实行的进一步细化，其中标☆仅为决赛内容，※为复赛和决赛内容，如不说明，一般要求考查定量分析能力。

全国中学生物理竞赛内容提要(2015年4月修订，2016年开始实行)说明：按照中国物理学会全国中学生物理竞赛委员会第9次全体会议(1990年)的建议，由中国物理学会全国中学生物理竞赛委员会常务委员会根据《全国中学生物理竞赛章程》中关于命题原则的规定，结合我国中学生的实际情况，制定了《全国中学生物理竞赛内容提要》，作为今后物理竞赛预赛、复赛和决赛命题的依据。

它包括理论基础、实验、其他方面等部分。

1991年2月20日经全国中学生物理竞赛委员会常务委员会扩大会议讨论通过并开始试行。

1991年9月11日在南宁经全国中学生物理竞赛委员会第10次全体会议通过，开始实施。

经2000年全国中学生物理竞赛委员会第19次全体会议原则同意，对《全国中学生物理竞赛内容提要》做适当的调整和补充。

考虑到适当控制预赛试题难度的精神，《内容提要》中新补充的内容用“※”符号标出，作为复赛题和决赛题增补的内容，预赛试题仍沿用原规定的《内容提要》，不增加修改补充后的内容。