大学物理热学部分小结

通信工程4班         胡素奎          0706020415

个人学习总结：大学物理的热学部分还是相对不是太难的，因为与高中的物理关联很大，很多概念都是以前接触过的，但是没有深入研究，这已经给这部分的学习带来了极大的便利。如果说要有什么不同，主要那有如下几个方面：

1、         研究方法的不一样：虽然很多内容是接触过的，但是重新学习的时候明显感觉到不一样的是研究方法，随着其他知识的累积，尤其是高数的引入，给物理的学习带来的极大的便利，特别是一些公式的推理过程让我们更好的了解公式的来由，更好的便于记忆和理解。

2、         准确度的不同：在学习过程中，总有些以前的东西对推翻，因为要考虑的东西越来越多，微观的宏观的等压的等温的……这些都告诉我们要全面细致地学习，应用的知识越来越多，要把知识串成串。

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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）。

1 atm =1.01325×10⁵ Pa = 760 mmHg

③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。

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专业：通信工程 班级：09级四班 姓名：蒋双福

学号：0906020423 教师：朱卫华 时间：2010.10

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大学物理热学部分总结

热力学基础 （一）热力学的基本概念

1）热力学系统：由大量分子、原子组成的宏观物质，简称系统

2）孤立系统：与外界不发生任何的物质与能量交换的热力学系统。

3）封闭系统：与外界只有能量交换而无物质交换的系统

4）开放系统：与外界同时发生能量交换与物质交换的系统。

5）状态参量：描述热力学系统状态的物理量。

6）热运动：大量分子无序的运动。

7）宏观量：从整体上描述系统的状态量，一般可以直接测量，包括广延量和强 度量。

广延量(可以累加)：M(摩尔质量） V（体积） E(动能）

强度量(不可以累加）：P(压强） T(温度）

8）微观量: 描述系统内微观粒子的物理量。

如分子的m（质量）、 d（直径） 、v（速度） 、p（动量） 、?（能量）

51atm?1.01325*10Pa?760mmH g

9）热力学第零定律表述：如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系

统处于平衡状态，则这两个 系统彼此也处于平衡状态。

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大学物理热学总结I：基本假设与理论

一、热学概述

二、平衡态理论

（注：只有在平衡态条件下状态参量才有意义。）

三、各基本假设与基本理论

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读《关于直接利用地球大气层中的热和冷的设想》有感

作为工业革命标志的蒸汽机的发明将热的应用提到了一个新的高度。其中，热的获取的来源为化学物质的燃烧（主要是煤炭）。后来发展到以石油为主体的能源结构。其实质都是利用化学物质产生的热做功。少数不依赖化学物质燃烧的方式在今年来才得以较大的发展，如燃料电池，水电，风电以及新能源等。近年来，随着化学燃料的消耗加剧和资源总量的减少，人们不得不思考获得能量的新形式。本文正是在这种基础之上才得以产生。

作者深入思考了人们习以为常的热冷现象。创造性的提出利用大气层冷热的设想。不得不说，在能源消耗殆尽，人类需求无法得到满足的时候这是一个非常有建设性意义的设想。其实，在今天，人类已经在间接地利用大气层的冷热了，如利用温差造成的风能进行发电等。 因此说此篇文章却有可取之处。

但是我国目前的能源现状是总量丰富但人均占有量少，资源利用效率低且浪费严重。针对这种现象，现今的主要任务不应单纯是寻找替代品，而应该积极控制人口（这条好像做得很不错了），改革体制，提高资源开发利用的效率。并且积极开发可再生能源，大力发展水电风电等可再生能源才是王道。资源的利用其实就是一部植物大战僵尸，开发新能源就像是种植向日葵或者阳光菇，资源的利用就是购买战斗物资（豌豆射手，樱桃炸弹等），人心的贪欲就是僵尸。战斗物资能够满足（灭掉）僵尸的时候才是胜利。不能只是贪图保存能源而多种向日葵，也不能为了留地方种射手而忽略了向日葵。只有合理的分配才能更好的发展。 像作者提出的直接利用大气层中的冷热属于种向日葵，而且是属于初期产量还比较低的哪种。

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第一章核心知识

（1）热是一种状态，是宏观物质的一种属性。本质上，热现象是物质中大量分子无规则运动的集体表现。大量分子的无规则运动称为热运动。它的度量叫温度。

（2）热物理学是研究有关物质的热运动以及与热运动相联系的各种规律的科学。

（3）热物理学研究对象：宏观物体或热力学系统。

（4）热物理学研究内容：与热现象有关的性质和规律。

（5）热物理学研究对象的特点：包含大量的微观粒子，这些粒子始终处于无规的热运动中。

（6）热物理学研究方法：热力学方法（特点：普遍性、可靠性），统计物理学方法（特点：可揭示本质，但受模型局限）。

（7）热学是物理理论的一个重要组成部分。

（8）热力学研究的内容与力学不同，它们分别关注物质的不同属性。力学关注的是与物质机械运动状态有关的属性，而热学关注的是与物质热状态有关的属性。

（9）热力学系统：热力学所研究的具体对象，简称系统。

（10）封闭系统：系统与外界之间，没有物质交换，只有能量交换。

（11）孤立系统：系统与外界之间，既无物质交换，又无能量交换。

（12）开放系统：系统与外界之间，既有物质交换，又有能量交换。

（13）平衡态：在没有外界影响的情况下，系统各部分的宏观性质在长时间内不发生变化的状态。

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第一章 导论

1. 宏观描述方法和微观描述方法 热力学是热物理学的宏观理论,而统计物理学则是热物理学的微观理论.

2. 热力学系统的平衡态

在不受外界条件的影响下,经过足够长时间后系统必将达到一个宏观上看来不随时间变化的状态,这才是平衡态

判断是否平衡态的标准：有无热流与粒子流.

力学平衡条件:通常情况下，表现为压强处处相等

热学平衡条件：温度处处相等(无热流)

化学平衡条件：无外场作用下，系统各部分的化学组成处处相同

只有在外界条件不变的情况下同时满足力学平衡条件、热学平衡条件和化学平衡条件的系统，才不会存在热流与粒子流，才处于平衡态。

3.热力学第零定律和温标

热力学第零定律的物理意义：互为热平衡的物体之间必存在一个相同的特征-----它们的温度是相同的

温标是温度的数值表示法

建立经验温标的三个要素：

（1）选择某种测温物质，确定它的测温属性（某种属性随着冷热程度的改变而单调、显著的改变）

（2）选定固定点（如水的沸点为100℃，冰的正常熔点是0℃）

（3）进行分度

水的三相点温度为273.16k，冰点温度为273.15k

热力学温标为基本温标

摄氏温标、理想气体温标和热力学温标

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热   学

1、1帕=1牛/平方米  1p=1n/㎡  1标准大气压=760㎜汞柱=1.013×帕

   1㎜汞柱=133.3帕  1升=m³=1  物质的量，是量度一定量粒子的集合体中所含粒子数量的物理量。物质的量的符号为n，单位为摩尔(mol)，简称摩。物质的量是表示物质所含微粒数(N)。把每摩尔物质含有的微粒数定为阿伏加德罗常数6.023×/mol.。

2、速率分布函数 f（v）=（分子速率在v附近，单位速率区间内占总分子数的百分——概率密度）

3、麦克斯韦速率分布函数——理想状态下

   F（v）=4?  （T是温度，?是分子的质量，k是玻尔兹曼常量，k==1.38×J?  R为理想气体常数当温度为273.15K时，每摩尔任一气体的值都是22.414L，因此，在法定计量单位中R=8.314J·mol-1·K-1。）

   在麦克斯韦速率分布曲线下的任何一块面积等于相对应速率区间内的分分子数占总分子数的的百分比。归一化  =1

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