【2022】大學(xué)物理熱學(xué)部分小結(jié)

大學(xué)物理熱學(xué)部分小結(jié)通信工程4班 胡素奎 0706020415個人學(xué)習(xí)總結(jié)：大學(xué)物理的熱學(xué)部分還是相對不是太難的，因為與高中的物理關(guān)聯(lián)很大，很多概念都是以前接觸過的，但是沒有深入研究，這已經(jīng)給這部分的學(xué)習(xí)帶來了極大的便利。如果說要有什么不同，主要那有如下幾個方面：1、研究方法的不一樣：雖然很多內(nèi)容是接觸過的，但是重新學(xué)習(xí)的時候明顯感覺到不一樣的是研究方法，隨著其他知識的累積，尤其是高數(shù)的引入，給物理的學(xué)習(xí)帶來的極大的便利，特別是一些公式的推理過程讓我們更好的了解公式的來由，更好的便于記憶和理解。2微觀的宏觀的等壓的等溫的……這些都告訴我們要全面細致地學(xué)習(xí)，應(yīng)用的知識越來越多，要把知識串成串。3、學(xué)習(xí)方法的不同：大學(xué)階段的物理學(xué)習(xí)和中學(xué)階段的物理學(xué)習(xí)存在著很大的不同，課少了，作業(yè)也少了，但是仍然不能放松，畢竟在中學(xué)幾乎每天都在學(xué)物理，所以現(xiàn)在的物理學(xué)習(xí)更需要自己的主動和認真。以下是熱學(xué)的一些知識點的總結(jié)溫度的概念與有關(guān)定義溫度是表征系統(tǒng)熱平衡時的宏觀狀態(tài)的物理量。t表示，其單位為攝氏度（℃T表示。它的國際單位制中的名稱為開爾文，簡稱K。熱力學(xué)溫標與攝氏溫標之間的換算關(guān)系為：T/K=273.15℃+t00K。理想氣體的微觀模型與大量氣體的統(tǒng)計模型。速度分布的特征。模型?？杉僭O(shè)：a氣體分子看成質(zhì)點。b分子之間的相互作用力可以忽略。c分子鍵的相互碰撞以及與器壁的碰撞可以看作完全彈性碰撞。綜上所述：理想氣體分子可以被看作是自由的，無規(guī)則運動著的彈性質(zhì)點群。2）可以聽過對圍觀物理量求平均值的方法得到宏觀物理量。氣體的宏觀參量（溫度、壓強等）是氣體分子熱運動的為管理的統(tǒng)計平均值。理想氣體狀態(tài)方程與應(yīng)用P、V、Tf（P，V，T）=0最終得：pV

pV

。此式稱為理想氣體的狀態(tài)方程。T TpVmRT。R=8.31J·mol-1·K-1，稱為摩爾氣體常量。M設(shè)一定理想氣體的分子質(zhì)量為m0

NNA

表示阿伏伽德羅常數(shù)，可得：mRT Nm RT N Rp 0 TM V NmA 0

V V NApnkT1.38×10-23J·K-1.氣體的狀態(tài)方程，多用于計算氣體的分子數(shù)密度，以及與它相關(guān)的其它物理量。4、理想氣體的壓強與公式推導(dǎo)的思路

n m

2 d td Sd I i 0 ixd F i d t d tp d d

m 0i

v2i ix p p

nv20 xn v

2 n(1

v2 ) p

02 n3

3 3 2 0k壓強p予器壁單位面積上的平均沖量，離開了大量和平均的概念，壓強就失去了意義。5、速率分布函數(shù)的定義與應(yīng)用。三個統(tǒng)計速率與應(yīng)用。1) f (v)

limv

N dN ，f（v）稱為速率分布函數(shù)。其物理意義為：速率vN v Ndv附近單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)與總分子數(shù)的比。或者說速率在v附近單位速率區(qū)間內(nèi)的分子出現(xiàn)的概率。三個統(tǒng)計速率平均速率v

vdN0 N

0

vf(v)dv

8RTMRT8RTMRTM88kTm0

2dN v2 N

v0

f (v)dvv23kTMRTM v23kTMRTMC. 最概然速率與分布函數(shù)f(v)的極大值相對應(yīng)的速率稱為最概然速率，其物理意義為：在平衡態(tài)條件下，理想氣體分子速率分布在v附近的單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占氣體總分子數(shù)的百分比最大。p2kTm02kTm02RTMv 1.41p M6、真實氣體的狀態(tài)方程修正的兩個因素。氣體液化的規(guī)律真實氣體不能忽略分子固有體積和忽略除碰撞外的分子之間相互作用這兩個因素。7、能量均分定理與理想氣體內(nèi)能計算。KT/2.T的平衡態(tài)下，物質(zhì)分子的每個自由度都具有相同的平1

kT 。i1mol理想氣體的內(nèi)能為EN

(ikT)iRTA 2 2質(zhì)量為摩爾質(zhì)量為M的理想氣體的內(nèi)能為E

m i RTM 28、熱力學(xué)第一定律與應(yīng)用QQEWdQdEdW。注意：①Q(mào)ΔEW為正ΔE＞0，W＞0，外界對系統(tǒng)做功反之。一類永動機不可能制成。9、平衡態(tài)與準靜態(tài)過程平衡態(tài)對于一個孤立系統(tǒng)而言，如果其宏觀性質(zhì)在經(jīng)過充分長的時間后保持不不變，也就是系統(tǒng)的狀態(tài)參量并不再隨時間改變，則此時系統(tǒng)所處的狀態(tài)稱為平衡態(tài)。處于平衡態(tài)的熱力學(xué)系統(tǒng)其內(nèi)部無定向的粒子流動和能量的流動，系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時間改變，但組成系統(tǒng)的微觀粒子處于永恒不停的運動之中，因此，平衡態(tài)實際上是熱動平衡態(tài)，也是一種理想狀態(tài)。絕對的平衡態(tài)是不存在的。系統(tǒng)處于平衡態(tài)時具有以下特點：①由于氣體分子的熱運動和頻率碰撞，系統(tǒng)各部分的密度、溫度、壓強等趨于均勻。②分子沿各個方向上運動的機會均等。準靜態(tài)過程于平衡態(tài)，則此過程為準靜態(tài)過程。準靜態(tài)過程又稱平衡過程，是一種理想化的抽象，實際過程只能接近準靜態(tài)過程。p-v曲線對應(yīng)于一個準靜態(tài)過程。但圖上無法表示非準靜態(tài)過程。10.氣體比熱容在熱量傳遞的某個微過程中，熱力學(xué)系統(tǒng)吸收熱量dQ，溫度升高了dT，則定義CdT

，為系統(tǒng)在該過程中的熱容。由于熱容與系統(tǒng)的質(zhì)量有關(guān)，因此把單位質(zhì)量的熱容稱為比熱容，記作c，其單位為J·K-1·㎏-1.設(shè)系統(tǒng)的質(zhì)量為m，則有C=mc。11、理想氣體的定體摩爾熱容量、定壓摩爾熱容量以及兩者之間的關(guān)系。1)理想氣體的定體摩爾熱容

M(dQ)

iRV,m

m dT V 2理想氣體的定壓摩爾熱容

M(dQ)

(

1)Rp,m

m dTp 212.絕熱過程的過程方程推導(dǎo)。在絕熱過程中dQ=0，所以有ΔE+W=0，絕熱過程中內(nèi)能的變化與過程無關(guān)，則系統(tǒng)所做的功可以表示為W EQ

m iR(TM 2 2

T)1根據(jù)熱力學(xué)其一定律，理想氣體進行絕熱膨脹的微過程可表示為pdV mM兩邊求微分并整理得pdV Vdp m RdTM

C dTV,m因為C

C R,C /C

dV 0p,m

V,m

p,m

V,m p V1對上式積分得 pV C113循環(huán)過程的特點，功熱之間的關(guān)系。效率的定義與計算?？ㄖZ循環(huán)的效率的證明與應(yīng)用。1) 循環(huán)過程循環(huán)過程指系統(tǒng)經(jīng)歷了一系列狀態(tài)變化以后，又回到原來狀態(tài)的過程。循環(huán)過程特點：①系統(tǒng)經(jīng)歷一循環(huán)后內(nèi)能不變。②準靜態(tài)過程構(gòu)成的循環(huán)，在p-V圖上可用一閉合曲線表示。循環(huán)過程沿順時針方向進③系統(tǒng)對外所做的凈功為正，這樣的循環(huán)稱為正循環(huán)。反之為逆循環(huán)。W Q2）熱機效率： 1 2Q Q1 1Q1Q2wWQQ1 2。制冷系數(shù)：在一次循環(huán)中，制冷機從低溫?zé)嵩次〉臒崃颗c外界做功之比，即QQe 2 2 QQW Q Q1 2卡諾循環(huán)：由兩條等溫線和兩條絕熱線所組成的過程稱為卡諾循環(huán)?？ㄖZ循環(huán)是一種理想循環(huán)?？ㄖZ機工作在高溫?zé)嵩碩1

和低溫?zé)嵩碩2

之間。卡諾循環(huán)效率最高，1T2

/T。卡諾循1環(huán)指出了理論上提高熱機效率的途徑。由于T1

≠0，因此卡諾循環(huán)的效率永遠小于1.2e=T(T-T2 1 214、可逆過程與不可逆過程可逆過程與不可逆過程如果一個系統(tǒng)從某一狀態(tài)經(jīng)過一個過程到達另一個狀態(tài)，并且一般在系統(tǒng)狀態(tài)變化的同時對并同時消除了原過程對外界引起的一切影響，則原來的過程稱為可逆過程。反之，如果系統(tǒng)不能重復(fù)原過程每一狀態(tài)回復(fù)到初態(tài)，或者雖然可以復(fù)原，但不能消除原過程在外界產(chǎn)生的影響，這樣的過程稱為不可逆過程。15（1）（2）第二定律的實質(zhì)；（3）（4）（5）熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)公式；熱力學(xué)定律的兩種表述 有用的功而不產(chǎn)生其他影響?？藙谛匏贡硎觯翰豢赡馨褵釓牡蜏匚矬w傳到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響。熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)是一切自然過程都是不可逆的。熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義一個孤立系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生的過程，總是由包含微觀狀態(tài)數(shù)少的宏觀狀態(tài)向包含微觀狀態(tài)數(shù)多的宏觀狀態(tài)的方向進行，即由熱力學(xué)幾率少的宏觀態(tài)向熱力學(xué)幾率大的宏觀態(tài)進行。熱力學(xué)第二定律的微觀意義一切自然過程總是沿著無序性增大的方向進行熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達式 ΔS≥0熵與熱力