大学物理(第三版)热学-第一章
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热学思考题和参考解答第一章 热学基础知识和温度1.1 若热力学系统处于非平衡态,温度概念能否适用?【答】 对于处于非平衡态的系统,只要局域平衡条件能满足,则对于处于局域平衡的每个子系统来说,温度概念仍能适用。
1.2 系统A 和B 原来各自处在平衡态,现使它们互相接触,试问在下列情况下,两系统接触部分是绝热的还是透热的,或两者都可能?(1)当A V 保持不变,A p 增大时,B V 和B p 都不发生变化;(2)当A V 保持不变,A p 增大时,B p 不变而B V 增大;(3)当A V 减少,A p 增大时,B V 和B p 均不变.【答】设容器都是密闭的.(1)是绝热的.因为A p A V 增大,所以A 的温度 增加.但它并不使B 状态发生变化,说明既没有热量传递也没有做功.(2)是透热的.因为A p A V 增大,所以A 的温度增加.从B 来说,B V 增加了,说明B 膨胀对外做了功,其能量只能来源于从A 吸热.(3)因为B V 和B p 均不变,说明B 的温度不变.但是A V 减少,同时A p 增大,这两者的乘积可变可不变,所以A 的温度也可变可不变.若A 的温度改变则是绝热的;若A 的温度不变,则A ,B 相互 接触的部分仍然绝热,因为B 的状态始终不变.1.3 在建立温标时是否必须规定热的物体具有较高的温度,冷的物体具有较低的温度?是否可作相反的规定?在建立温标时,是否须规定测温属性一定随温度作线性变化?【答】 在建立温标时必须规定热的物体具有较高的温度,冷的物体具有较低的温度,因为热量是从高温物体传递到低温物体的.很有意思的是,对于处于负温度的子系则是例外.因为负温度比正温度还要高,热量是从负温度物体流向正温度物体的.建立温标时并不一定规定测温属性随温度作线性变化,这完全由分度公式来规定.1.4 冰的正常溶点是多少?纯水的三相点温度是多少?【答】 冰的正常溶点是273.15K,纯水的三相点温度是273.16K 。
大学物理热学课件一、引言热学是大学物理课程的重要组成部分,主要研究物质的热现象、热运动及其规律。
通过对热学知识的学习,我们可以深入理解物质的热性质,掌握热能的转换与传递原理,为后续专业课程打下坚实的基础。
本课件将围绕热学的基本概念、理论和方法进行阐述,帮助同学们更好地理解和掌握热学知识。
二、热学基本概念1.温度:温度是表示物体冷热程度的物理量,常用单位为摄氏度(℃)、开尔文(K)等。
温度反映了物体分子热运动的激烈程度,温度越高,分子热运动越剧烈。
2.热量:热量是热能的一种表现形式,是指物体在热传递过程中,温度发生改变时,所吸收或释放的能量。
热量的单位为焦耳(J)。
3.热力学第一定律:热力学第一定律,又称能量守恒定律,表述为系统吸收的热量等于系统内能的增加与对外做功的代数和。
即:ΔU=QW,其中ΔU表示系统内能的变化,Q表示吸收的热量,W 表示对外做的功。
4.热力学第二定律:热力学第二定律表述为热量不能自发地从低温物体传到高温物体,而需要外界的能量输入。
热力学第二定律揭示了热现象的方向性,为热机的工作原理提供了理论基础。
三、热学基本理论1.热力学三大定律:热力学三大定律是热学理论的基础,包括热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律。
热力学第三定律表述为在绝对零度(0K)时,所有纯净物质的完美晶体的熵为零。
2.热力学状态量与状态方程:热力学状态量包括温度、压力、体积等,它们可以确定系统的状态。
状态方程是描述系统状态量之间关系的方程,如理想气体状态方程:pV=nRT,其中p表示压力,V 表示体积,n表示物质的量,R表示气体常数,T表示温度。
3.热力学过程:热力学过程包括等温过程、等压过程、等体过程和绝热过程。
这些过程在热力学分析中具有重要意义,可以帮助我们理解和计算热现象。
4.热传导、对流与辐射:热传导是指热量通过物体内部的分子碰撞传递;对流是指热量通过流体的宏观运动传递;辐射是指热量以电磁波的形式传递。