大学物理热学总结

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1、大学物理热学总结注：难免有疏漏和不足之处，仅供参考。教材版本：高等教育出版社《大学物理学》l热力学基础1、体积、压强和温度是描述气体宏观性质的三个状态参量。①温度：表征系统热平衡时宏观状态的物理量。摄氏温标，t表示，单位摄氏度（℃）。热力学温标，即开尔文温标，T表示，单位开尔文，简称开（K）。热力学温标的刻度单位与摄氏温标相同，他们之间的换算关系：T/K=273.15℃+t温度没有上限，却有下限，即热力学温标的绝对零度。温度可以无限接近0K，但永远不能达到0K。②压强：气体作用在容器壁单位面积上指

2、向器壁的垂直作用力。单位帕斯卡，简称帕（Pa）。其他：标准大气压（atm）、毫米汞高（mmHg）。1atm=1.01325×105Pa=760mmHg③体积：气体分子运动时所能到达的空间。单位立方米（m3）、升（L）2、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，则这两个系统也必处于热平衡。该定律表明：处于同一热平衡状态的所有热力学系统都具有一个共同的宏观特征，这一特征可以用一个状态参量来表示，这个状态参量既是温度。3、平衡态：对于一个孤立系统（与外界不发生任何物质

3、和能量的交换）而言，如果宏观性质在经过充分长的时间后保持不变，也就是系统的状态参量不再岁时间改变，则此时系统所处的状态称平衡态。通常用p—V图上的一个点表示一个平衡态。（理想概念）4、热力学过程：系统状态发生变化的整个历程，简称过程。可分为：①准静态过程：过程中的每个中间态都无限接近于平衡态，是实际过程进行的无限缓慢的极限情况，可用p—V图上一条曲线表示。②非准静态过程：中间状态为非平衡态的过程。5、理想气体状态方程:一定质量的气体处于平衡态时，三个状态参量P.V.T存在一定的关系，即气体的状态方

4、程。理想气体p、V、T关系状态方称，设质量m，摩尔质量M的理想气体达标准状态，有第9页共9页令,则有理想气体状体方程式中，为摩尔气体常量。设一定理想气体的分子质量为m0，分子数为N，并以NA表示阿伏伽德罗常数，可得令k=R/NA=1.38×10-23J·K-1，令n=N/V为单位体积分子数，即分子数密度，则有6、热力学第一定律：Q表示相同与外界交换的热量，W表示系统对外界所做的功，△E表示内能的增量。相应的符号规定：系统吸热时Q>0,放热时Q<0.；系统对外做功时，W>0,外界对系统做功时，W<0

5、;系统内能增加时△E>0,内能减少时，△E<0。既有上式表明，系统从外界吸收的热量，一部分用于增加自身的内能，另一部分用于对外做功，在状态变化过程中能量守恒。对于微小过程而言，表达式可改写成：（系统经历的过程必须为准静态过程）。热力学第一定律还可以表述为：不可能制造出第一类永动机。7、准静态过程中的热量、功、内能：①准静态过程中的功：系统对外所做的功在数值上p-V曲线下的面积。W=（适用于任何准静态过程），当V＞V时，气体膨胀，系统对外做功，W＞0;当V＜V时，气体被压缩，外界对气体做功，W＜0;

6、②准静态过程中的热量：为系统在该过程中的热容，单位为J·K-1.比热容：单位质量的热容，记作c，单位J·K-1·kg-1。设系统的质量为m，则有.一个质量为m,摩尔质量M的系统，在某一微过程中吸收的热量为第9页共9页当温度从T升值T时，其吸收的热量为，式中为物质的量，称为摩尔热容，单位J·mol-1·K-1，其定义式：，对微小过程。定体摩尔热容：定压摩尔热容：③准静态过程中的内能变化：，代表了任何热力学过程内能增量与始末两状态的关系，又可表示为或可见，理想气体的内能只是温度的单值函数。8、热力学第

7、一定律的应用①等体过程：，由于dV=0，因此，即系统对外不做功。故：。②等压过程：恒量，对外做功，内能增量吸收热量：第9页共9页或③定体摩尔热容与定压摩尔热容的关系为，即迈耶公式。比热容比：④等温过程：常量。，故。吸收热量⑤绝热过程：状态变化中，系统与外界没有热量的交换，表示为即在绝热过程中，外界对系统所做的功全部用来增加系统的内能；或表示为即在绝热过程中，系统对外界做功只能凭借消耗自身的内能。即，。绝热方程的几种表示方法:9、循环过程：是指系统经历了一系列变化以后，又回到原来状态的过程。循环过程

8、沿顺时针方向进行时，系统对外所做的净功为正，这样的循环称为正循环，能够实现正循环的机器称为热机。循环过程沿逆时针方向进行时，系统对外所做的净功为负，这样的循环称为逆循环，能够实现正循环的机器称为制冷机。特点：△E=0，由热力学第一定律得，吸收的热量-放出的热量=对外所做的功，第9页共9页①热机效率②制冷系数10、卡诺循环：两个等温过程和两个绝热过程卡诺循环效率卡诺循环制冷系数11、热力学第二定律：开尔文表述：不可能制造出这样的一种热机，它只从单一热源吸收热量，并将其完全转化为有用的