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1、.谈谈过程量和状态量上海师范大学附属中学李树祥刚刚结束的2018年上海物理学业水平等级考试，试题相比2017年发生了很大变化，也和同学们平常的训练题差异性很大。命题者的意图很清晰：即要求同学们摒弃传统的题海战术，从题海中跳出来；要注重物理概念和规律的理解，要促进自己物理核心素养的形成和发展。如题目中出现了如下一道选择题：有些物理量是过程量,有的是状态量，下面哪个是过程量：A．热量B.内能C.压强D.体积。虽然在平常的学习中，我们经常会接触到过程量和状态量，也刷了涉及过程量和状态量的大量练习题，如涉及此题四个量
2、中的压强的求解、等温变化过程中波义耳定律的应用，等容变化过程中的查理定律的应用、以及涉及热量的热力学第一定律的应用等等，但考完了解下来，竟然还有好多同学做错，原因就在于平时做题时，只是忙于套用公式，却对最基本的过程量和状态量不求甚解，那么，什么是过程量和状态量呢？一、过程量与状态量的定义在中学物理中,几乎所有的物理概念、公式、规律和定律等都可概括为两大类,..一类是描述物理状态的，另一类是描述物理过程的。物体在不同时刻、不同位置处于不同状态，一般要用不同的物理量或同一物理量的不同量值来描述，我们把这类描述物体
3、在某一时刻或某一位置所处状态的物理量叫做状态量。如某一时刻物体所处的位置坐标、瞬时速度、能量、电场中电荷在某点具有的电势能、气体的压强、温度、体积等。描述一个状态可以同时使用不止一个状态量，状态量既可以是矢量，如瞬时速度、瞬时加速度等，也可以是标量；如温度、体积、能量等。“状态量”总是与时刻(或位置)对应,物体在从一个状态到另一个状态的变化过程中，相关物理量也会发生变化，我们把这类描述物体在某段时间或空间某段位移所经历的过程的物理量叫做过程量，如位移、功、能量的变化量等；描述一个过程也可以同时使用不止一个过程
4、量。过程量同样既可以是矢量、如位移、平均速度等，也可以是标量，如热量、功等。“过程量”总是与时间(或空间)相对应。一、过程量与状态量的关系状态量与过程量是有区别的，这可以从它们的特点看出来。利用这些特点很容易判断出一个物理量是状态量还是过程量。状态量的特点是与时刻或与空间位置有关，因此，与时间参考点的选取及参照系、坐标系的选取有关；它是相对量，这是因为对运动的描述是对一个个状态的描述，而状态是相对的；过程量的特点是与时间有关，或与空间位置变化有关，与参考点及参照系的选取无关，是绝对量，这是因为运动(变化)是绝
5、对的。..状态量与过程量之间又是有联系的，当物体状态发生变化时，其对应的状态量通常也会变化，且状态量的变化量是一个过程量，因为状态的变化对应于一段时间(过程)。状态量与过程量不是孤立的，它们之间存在着密切的联系，某物理量从“状态1"经过某一变化“过程”到达“状态2”,那么状态间的变化量就可以通过这一变化所经历的过程量来表示出来。因此过程量,只有在状态量的变化过程中才能体现出来,或者说它们反映的是物体状态量变化的数值，“状态”变化程度不同,反映出来的过程量的数值也不同。如在机械运动中,功是能量变化的量度,意思是
6、说,“状态量”机械能的变化是通过作功这个“过程量”来描述的,作功多少在数值上等于机械能的变化量。这一定量关系已由动能定理或功能原理给出；再如在热运动中,描述物体状态的“内能”的变化则是通过做功与传递热量”两个过程量来实现的,做功与热传递都可改变内能，它们之间的关系由热力学第一定律△E=W+Q给出,此功、能与热量应当具有相同的单位,国际单位制中均为焦耳,但是我们可以说物体具有多少能量,却不能说物体具有多少功或包含多少热量。图1三、图像、规律、定律的瞬时性与过程性PV图2..物理图像、规律、定律等都描述了一定的物
7、理状态或物理过程所遵循的关系。例如,图1（a）的波动图线描述了不同质点在同一时刻所处的状态,而图1（b）的振动图线描述的则是同质点在不同时刻所处的状态,因此前者反映了一个物理状态,而后者反映了一个变化过程;如图2是一定质量气体的P-V图线,图线中的每一个点对应气体所处的一个特定的状态,而曲线本身对应气体的一个变化过程；又如,牛顿第二定律揭示的是物体的加速度与所受外力的关系,具有瞬时性,而动能定理研究的则是在一个变化过程中,外力做的功与物体动能变化关系等等。因此,我们可以把描述状态的物理公式、定律等称为状态关系
8、,而描述过程的规律称为过程关系。常见的状态关系有:∑F=0(力的平衡方程),F=ma(牛顿第二定律),mυ12/2+mgh1=mυ22/2+mgh2（机械能守恒定律），E=I(R+r)(全电路欧姆定律),R=U/I(电阻定律),F=BIL(安培力公式),PV=C(波义耳定律),P/T=C(查理定律)，F=GMm/r2(万有引力定律),E=F/q(电场强度定义式)等等。常见的过程关系有:υ平=s/t（
