热力学四大定律
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热力学定律热力学,全称热动力学是研究热现象中物态转变和能量转换规律的学科;它着重研究物质的平衡状态以及与准平衡态的物理、化学过程。
热力学定义许多宏观的变量(像温度、内能、熵、压强等),描述各变量之间的关系。
热力学描述数量非常多的微观粒子的平均行为,其定律可以用统计力学推导而得。
热力学可以总结为四条定律。
热力学第零定律定义了温度这一物理量,指出了相互接触的两个系统,热流的方向。
热力学第一定律指出内能这一物理量的存在,并且与系统整体运动的动能和系统与环境相互作用的势能是不同的,区分出热与功的转换。
热力学第二定律涉及的物理量是温度和熵。
熵是研究不可逆过程引入的物理量,表征系统通过热力学过程向外界最多可以做多少热力学功。
热力学第三定律认为,不可能透过有限过程使系统冷却到绝对零度。
热力学可以应用在许多科学及工程的领域中,例如引擎、相变化、化学反应、输运现象甚至是黑洞。
热力学计算的结果不但对物理的其他领域很重要,对化学、化学工程、航太工程、机械工程、细胞生物学、生物医学工程及材料科学等科学技术领域也很重要,甚至也可以应用在经济学中。
热力学是从18世纪末期发展起来的理论,主要是研究功与热量之间的能量转换;在此功定义为力与位移的内积;而热则定义为在热力系统边界中,由温度之差所造成的能量传递。
两者都不是存在于热力系统内的性质,而是在热力过程中所产生的。
热力学的研究一开始是为了提升蒸汽引擎的效率,早期卡诺有许多的贡献,他认为若引擎效率提升,法国是有可能赢得拿破仑战争。
出生于爱尔兰的英国科学家开尔文在1854年首次提出了热力学明确的定义:“热力学是一门描述热和物体中各部份之间作用力的关系,以及描述热和电器之间关系的学科。
”一开始热力学研究关注在热机中工质(如蒸气)的热力学性质,后来延伸到化学过程中的能量转移,例如在1840年科学家盖斯提出,有关化学反应的能量转移的研究。
化学热力学中研究熵对化学反应的影响。
统计热力学也称为统计力学,利用根据微观粒子力学性质的统计学预测来解释宏观的热力学性质。
简述你所了解的热力学定律热力学有四大定律,即第一、第二、第三、第零定律首先是热力学第一定律:热力学第一定律(即能量守恒定律)的书面定义是:热量可以从一个物体传递到另一个物体,也可以与机械能或其他能量互相转换,但是在转换过程中,能量的总值保持不变。
人类在近代对于永动机的研究与追求非常狂热,将早期的永动机(不需要耗费能量就能无止境运动)归为第一类永动机。
所以,热力学第一定律从永动机的角度表述为:第一类永动机不可能制成。
需要说明的是,热力学第一定律是在大量实践的基础上总结出来的,并不是严格证明出来的,更像是一种假定,只不过这种假定在大量的充分的实践中被认为是正确的(其实所有的定律都是这种套路——先有假定,再有实践,再有证明,这其实也是自然科学发展的基础)。
早期的热力学研究因为是处于刚开始大大解放人类生产力的资本主义发展早期,那时候热机的研究与发展还很不成熟,因此只限于热和功(指的是体积功,即机械能,不包括电功等非体积功)的相互转化问题。
因此,热力学第一定律基于热机的表述是:热可以变为功,功也可变为热,但它们的总量是不变的。
表征热力学系统能量的是内能。
因此,热一(热力学第一定律,下同)的数学表达式为:△U(内能变化量)=Q(吸热量)+W(吸收体积功的量)考虑到内能是整个系统的能量,难于测定,而吸热量可测,所以公式移项变为:Q=△U-W因为W被规定为外界对系统的体积功,所以可以表示为W=-△(pV),p即体系压强,V即体积;因为一般的化学反应都是在恒压状态下(都是敞口的容器,密闭容器技术含量高,危险性大,比较不常见),所以p是定值,这时候W即转化为V的差值△V。
所以Q=△U+p△V。
这个时候为了表达式的完美(Q最好是某个量的差值实际才会比较方便计算)进一步变形为:Q=(U2-U1)+p(V2-V1)=(U2+pV2)-(U1+pV1)=(U2+p2V2)-(U1+p1V1),很显然,我们需要定义一个物理量表示(U+PV),最终将此定义为焓(用H表示)。
热力学定律知识点热力学定律是研究物质热力学性质的基本规律,包括能量守恒定律、熵增定律、热力学温标和热力学过程等方面的内容。
下面将具体介绍这些热力学定律的知识点。
一、能量守恒定律能量守恒定律是热力学中的基本定律之一,它指出在一个孤立系统中,能量的总量是恒定不变的。
换句话说,能量既不能被创造也不能被毁灭,只能从一种形式转化为另一种形式。
能量守恒定律适用于各种物理过程,无论是机械过程、热力学过程还是化学过程。
在这些过程中,能量可以以不同的形式存在,如机械能、热能、化学能等。
根据能量守恒定律,系统中所有形式的能量的总和不会发生变化,只会相互转化。
二、熵增定律熵增定律是热力学中的另一个重要定律,它描述了自然界中熵(系统的无序程度)的增加趋势。
根据熵增定律,一个孤立系统的熵在正向过程中总是增加的。
熵增定律可以从微观角度解释。
在一个孤立系统中,分子的运动是随机的,当系统发生变化时,分子的排列和速度分布也会发生变化,从而导致系统的熵增加。
这个过程是不可逆的,即无法逆转。
三、热力学温标热力学温标是用来测量温度的尺度,它是建立在热力学定律基础上的。
热力学温标与其他温标(如摄氏温标、华氏温标)不同的是,它是基于热力学过程的性质进行定义的。
热力学温标的基本原理是根据热力学过程的可逆性,将温度定义为系统的热平衡状态下的某个性质。
在热平衡状态下,系统内部各部分之间没有宏观的热量传递,即系统各部分的温度相等。
热力学温标的单位是开尔文(K)。
四、热力学过程热力学过程是指物质在不同温度和压力条件下发生的变化过程。
根据热力学定律,热力学过程可以分为准静态过程和非准静态过程。
准静态过程是指系统在每一步都处于平衡状态下进行的过程。
在准静态过程中,系统的各个参数(如温度、压力、体积等)都发生连续变化,且变化过程非常缓慢,以至于系统始终处于平衡状态。
准静态过程是热力学中用来推导和分析问题的一种理想化模型。
非准静态过程是指系统在进行过程中不处于平衡状态下的过程。
热力学四大定律被证伪热力学是研究能量转化和能量流动规律的科学。
在热力学的发展过程中,形成了四大定律,被广泛应用于物理、化学、工程等领域。
然而,随着科学技术的发展和实验技术的进步,一些实验证据逐渐出现,挑战了热力学四大定律。
本文将从热力学四大定律的定义和问题出发,详细探讨这些定律被证伪的情况。
第一定律:能量守恒定律能量守恒定律是热力学的基本法则之一,指出能量在系统中的总量不变。
一般来说,能量可以以不同形式存在,包括热能、机械能、电能等。
然而,现实中的一些现象表明,能量并非总是守恒的。
首先,热能的转化过程中存在能量的损失。
例如,在能量转化为热能的过程中,会有一部分能量以其他形式散失,如机械能的损失、辐射能的损失等。
这一现象被称为能量的损失或能量的耗散,违反了能量守恒定律的假设。
其次,能量守恒定律忽略了与宇宙总体能量的相互作用。
宇宙中的能量不断地传输和转化,可能与系统中的能量发生相互作用。
在这种情况下,能量守恒定律就不再适用,因为它只考虑了系统内部的能量转化,而忽略了与外部环境之间的能量交换。
第二定律:熵增原理熵增原理是指在孤立系统中,系统的熵(无序度)通常会增加,而不会减少。
然而,对于某些特定的系统,这一定律也存在被证伪的情况。
首先,涉及微观尺度的系统,如分子运动,存在低熵状态下的演化。
通过统计力学的研究可以得知,在一定条件下,系统在非均匀分布的初始状态下,有可能出现自发性的有序演化,即从低熵到高熵的转变,反驳了熵增原理。
其次,尽管熵增原理在宏观尺度上得到了验证,但在宇宙尺度上的应用仍然存在争议。
宇宙由于它的巨大规模和复杂性,可能存在一些特殊的物理机制,使得宇宙整体熵的增长与熵增原理不完全一致。
因此,在宇宙学中,熵增原理的应用仍然存在许多未解之谜。
第三定律:绝对不可达到的零温度根据热力学第三定律,绝对零度是无法通过有限步骤达到的温度,也就是说,任何物体都不能完全被冷却到绝对零度。
然而,随着科学技术的发展,一些实验数据表明,绝对零度可能是可以实现的。
热力学四大定律:第零定律——若A与B热平衡,B与C热平衡时,A与C也同时热平衡第一定律——能量守恒定律(包含了热能)第二定律——机械能可全部转换成热能,但是热能却不能以有限次的试验操作全部转换成功(热能不能完全转化为功)第三定律——绝对零度不可达成性热力学定律的发现及理论化学反应不是一个孤立的变化过程,温度、压力、质量及催化剂都直接影响反应的方向和速度。
1901年,范霍夫因发现化学动力学定律和渗透压,提出了化学反应热力学动态平衡原理,获第一个化学奖。
1906年能斯特提出了热力学第三定律,认为通过任何有限个步骤都不可能达到绝对零度。
这个理论在生产实践中得到广泛应用,因此获1920年化学奖。
1931年翁萨格发表论文“不可逆过程的倒数关系”,阐明了关于不可逆反应过程中电压与热量之间的关系。
对热力学理论作出了突破性贡献。
这一重要发现放置了20年,后又重新被认识。
1968年获化学奖。
1950年代,普利戈金提出了著名的耗散结构理论。
1977年,他因此获化学奖。
这一理论是当代热力学理论发展上具有重要意义的大事。
它的影响涉及化学、物理、生物学等广泛领域,为我们理解生命过程等复杂现象提供了新的启示。
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(温度相同),则它们彼此也必定处于热平衡。
这一结论称做“热力学第零定律”。
热力学第零定律的重要性在于它给出了温度的定义和温度的测量方法。
定律中所说的热力学系统是指由大量分子、原子组成的物体或物体系。
它为建立温度概念提供了实验基础。
这个定律反映出:处在同一热平衡状态的所有的热力学系统都具有一个共同的宏观特征,这一特征是由这些互为热平衡系统的状态所决定的一个数值相等的状态函数,这个状态函数被定义为温度。
热力学四大定律:第零定律——若A与B热平衡,B与C热平衡时,A与C也同时热平衡第一定律——能量守恒定律(包含了热能)第二定律——机械能可全部转换成热能,但是热能却不能以有限次的试验操作全部转换成功(热能不能完全转化为功)第三定律——绝对零度不可达成性热力学定律的发现及理论化学反应不是一个孤立的变化过程,温度、压力、质量及催化剂都直接影响反应的方向和速度。
1901年,范霍夫因发现化学动力学定律和渗透压,提出了化学反应热力学动态平衡原理,获第一个化学奖。
1906年能斯特提出了热力学第三定律,认为通过任何有限个步骤都不可能达到绝对零度。
这个理论在生产实践中得到广泛应用,因此获1920年化学奖。
1931年翁萨格发表论文“不可逆过程的倒数关系”,阐明了关于不可逆反应过程中电压与热量之间的关系。
对热力学理论作出了突破性贡献。
这一重要发现放置了20年,后又重新被认识。
1968年获化学奖。
1950年代,普利戈金提出了著名的耗散结构理论。
1977年,他因此获化学奖。
这一理论是当代热力学理论发展上具有重要意义的大事。
它的影响涉及化学、物理、生物学等广泛领域,为我们理解生命过程等复杂现象提供了新的启示。
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(温度相同),则它们彼此也必定处于热平衡。
这一结论称做“热力学第零定律”。
热力学第零定律的重要性在于它给出了温度的定义和温度的测量方法。
定律中所说的热力学系统是指由大量分子、原子组成的物体或物体系。
它为建立温度概念提供了实验基础。
这个定律反映出:处在同一热平衡状态的所有的热力学系统都具有一个共同的宏观特征,这一特征是由这些互为热平衡系统的状态所决定的一个数值相等的状态函数,这个状态函数被定义为温度。
而温度相等是热平衡之必要的条件。
热力学中以热平衡概念为基础对温度作出定义的定律。
通常表述为:与第三个系统处于热平衡状态的两个系统之间,必定处于热平衡状态。
热力学中的热力学定律热力学是研究能量转化和能量运动规律的学科,其研究对象包括热、功和能量等。
在热力学领域中,有许多重要的定律来描述能量的转移和转化过程。
本文将介绍热力学中的几个基本定律,包括热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律。
一、热力学第一定律热力学第一定律,也称能量守恒定律,是热力学中最基本的定律之一。
它表明在一个孤立系统中,能量不能被创造或破坏,只能从一种形式转化为另一种形式。
换句话说,能量的总量在任何一个系统中是恒定的。
根据热力学第一定律,能量可以被转化为热量和功。
当系统从外界吸收热量时,内部的能量增加;当系统对外界做功时,内部的能量减少。
这个定律为我们理解自然界中能量的转化过程提供了基础。
二、热力学第二定律热力学第二定律是描述能量转移和转化方向的定律。
它表明在一个孤立系统中,自发过程的熵不会减少,即系统趋向于向更高熵的状态发展。
熵是一个描述系统混乱程度的物理量。
热力学第二定律指出,自然趋向于从有序向无序的方向发展,即系统的熵增加。
这个定律揭示了自然界中存在的不可逆过程,如热量从高温物体传递到低温物体的热传导。
热力学第二定律还引申出了热力学效率的概念。
热力学效率是指在能量转化过程中有用能量与总输入能量之比。
根据热力学第二定律,任何热机的效率都不可能达到100%。
这是因为在能量转换过程中总会有一部分能量转化为无用的热量。
三、热力学第三定律热力学第三定律是热力学中最后一个基本定律。
它描述了温度趋向绝对零度时的行为,即系统在绝对零度时(0K)达到熵的最小值。
根据热力学第三定律,当温度趋近于绝对零度时,物质的熵趋近于零。
这个定律也成为Nernst定理,它为实现绝对零度提供了理论基础。
热力学第三定律的意义在于揭示了温度趋于绝对零度时物质的行为,也为材料科学和凝聚态物理学领域的研究提供了重要理论支持。
总结热力学中的热力学定律包括热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律。
热力学第一定律描述了能量的转移和转化,热力学第二定律指明了能量转移的方向,热力学第三定律揭示了温度趋近于绝对零度时系统的行为。
热力学和热量的传递规律一、热力学基本概念1.温度:表示物体冷热程度的物理量,常用单位是摄氏度(°C)。
2.热量:在热传递过程中,能量的转移量,单位是焦耳(J)。
3.内能:物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和,与物体的温度有关。
4.热力学第一定律:能量守恒定律,即在一个封闭系统中,能量不能被创造或消灭,只能从一种形式转化为另一种形式。
5.热力学第二定律:热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体,热力学过程具有方向性。
二、热量传递规律1.热传导:热量通过物体内部的分子碰撞传递,依赖于物体的导热性能。
导热性能好的物体,热量传递速度快。
2.对流:液体或气体中,热量通过流体的流动传递。
对流分为自然对流和强制对流。
3.辐射:热量以电磁波的形式传递,与物体温度有关。
所有物体都能辐射热量,温度越高,辐射强度越大。
三、热力学应用1.热机:将热能转化为机械能的装置,如蒸汽机、内燃机等。
2.热泵:利用热力学原理,实现热量从低温物体向高温物体的传递,如空调、热水器等。
3.热绝缘:减少热量传递的材料,广泛应用于建筑、航空、航天等领域。
4.热交换器:利用热量传递原理,实现不同介质之间热量的交换,如散热器、冷凝器等。
5.热力学在生活中的应用:如烹饪、保暖、制冷、节能等。
四、热力学原理在科技领域的应用1.能源领域:热力发电、太阳能利用、地热能开发等。
2.环保领域:废热回收、余热利用、减少温室气体排放等。
3.工业领域:提高生产过程的效率,减少能源消耗,降低生产成本。
4.交通运输领域:汽车、飞机、轮船等动力装置的设计与优化。
5.航空航天领域:火箭发动机、航天器热控系统等。
通过以上介绍,希望您对热力学和热量的传递规律有更深入的了解。
在今后的学习和生活过程中,您可以不断探索热力学在各个领域的应用,为我国的科技发展和能源节约做出贡献。
习题及方法:1.习题:已知水的比热容为4.18J/(g·°C),质量为200g的水从20°C升高到40°C,求水吸收的热量。
热力学的四大定律
热力学的四大定律是:
1. 热力学第一定律:也称为能量守恒定律,它表明能量在系统和周围环境之间的转换是永远不会消失或增加的。
换句话说,能量不能被创造或毁灭,只能在不同形式之间转化。
2. 热力学第二定律:它提供了有关能量转换的方向和可逆性的信息。
该定律指出,任何一种自然过程在不受外界干扰的情况下,总是自发进行。
它还表明,自然过程中存在着能量的不可逆转损失,称为熵增。
3. 热力学第三定律:它规定了热力学温度的下限。
根据第三定律,当系统的温度降至绝对零度(0 K)时,系统的熵将达到最小,不再发生任何变化。
这一定律非常重要,因为它指定了温度的实际零点。
4. 热力学零点定律:它是在19世纪末由瓦尔斯通哈特等人总结出来的。
该定律提供了测量物体温度的方法,并指出当两个物体达到热平衡时,它们的温度是相等的。
这个定律使我们能够使用温度计来测量物体的温度。
这些定律是热力学的基础,它们揭示了能量转化和热平衡的基本原理,为热力学的发展奠定了基础。
热力学四大定律熱力學發展史热力学第一定律(能量守恒定律):英国杰出的物理学家焦耳、德国物理学家亥姆霍兹等1、我们既不能创造,也不能消灭能量。
宇宙中的能量总和一开始便是固定的,而且永远不会改变,但它可以从一种形式转化为另一种形式。
一个人、一幢摩天大楼、一辆汽车或一棵青草,都体现了从一种形式转化成为另一种形式的能量。
高楼拔地而起,青草的生成,都耗费了在其他地方聚集起来的能量。
高楼夷为平地,青草也不复生长,但它们原来所包含的能量并没有消失,而只是被转移到同一环境的其他所在去了。
我们都听说过这么一句话:太阳底下没有新鲜东西。
要证实这一点你只需呼吸一下,你刚才吸进了曾经让柏拉图吸进过的5 000万个分子。
2、宇宙的能量总和是个常数,总的熵是不断增加的。
熵是不能再被转化做功的能量的总和的测定单位。
这个名称是由德国物理学家鲁道尔夫·克劳修斯于1868年第一次造出来的。
蒸汽机之所以能做功,是因为蒸汽机系统里的一部分很冷,而另一部分却很热。
换一句话说,要把能量转化为功,一个系统的不同部分之间就必须有能量集中程度的差异(即温差)。
当能量从一个较高的集中程度转化到一个较低的集中程度(或由较高温度变为较低温度) 时,它就做了功。
更重要的是每一次能量从一个水平转化到另一个水平,都意味着下一次能再做功的能量就减少了。
比如河水越过水坝流入湖泊。
当河水下落时,它可被用来发电,驱动水轮,或做其他形式的功。
然而水一旦落到坝底,就处于不能再做功的状态了。
在水平面上没有任何势能的水是连最小的轮子也带不动的。
这两种不同的能量状态分别被称为“有效的”或“自由的”能量,和“无效的”或“封闭的”能量。
熵的增加就意味着有效能量的减少。
每当自然界发生任何事情,一定的能量就被转化成了不能再做功的无效能量。
被转化成了无效状态的能量构成了我们所说的污染。
许多人以为污染是生产的副产品,但实际上它只是世界上转化成无效能量的全部有效能量的总和。
耗散了的能量就是污染。
热力学一共几个定律热力学有四条定律:分别是热力学第零定律、热力学第一定律、热力学第二定律、热力学第三定律1、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(温度相同),则它们彼此也必定处于热平衡。
这一结论称为“热力学第零定律”。
2、热力学第一定律:热力学的基本定律之一。
是能的转化与守恒定律在热力学中的表现。
它指出热是物质运动的一种形式,并表明,一个体系内能增加的量值△E(=E末-E初)等于这一体系所吸收的热量Q与外界对它所做的功之和,可表示为△E=W+Q。
热力学第一定律也可表述为:第一类永动机是不可能制造的。
3、热力学第二定律:它的表述有很多种,但实际上都是互相等效的。
比较有代表性的有如下三种表述方式:不可能使热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变化(克劳修斯)。
不可能从单一热源吸取热量,使之完全变成有用功而不产生其它影响(开尔文)。
不可能制造第二类永动机(普朗克)。
以上三种说法(也包括其它表述法)所描述的一个事实是:一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。
4、热力学第三定律:“不可能使一个物体冷却到绝对温度的零度。
”这就是热力学第三定律。
根据热力学第三定律,在绝对零度下一切物质都停止运动。
扩展资料:热力学第零定律在生活中有以下应用:定义和测量温度:热力学第零定律的重要性在于它给出了温度的定义和温度的测量方法。
定律中所说的热力学系统是指由大量分子、原子组成的物体或物体系。
它为建立温度概念提供了实验基础。
这个定律反映出:处在同一热平衡状态的所有的热力学系统都具有一个共同的宏观特征,这一特征是由这些互为热平衡系统的状态所决定的一个数值相等的状态函数,这个状态函数被定义为温度。
而温度相等是热平衡之必要的条件。
●设计显示换热器:热力学第零定律也被应用于显示换热器的设计原理,其中包括容积热容量的概念。
●研究星空间的温度分布:热力学的第零定律也被用于研究星空间的温度分布,以计算宇宙的温度。
2021热力学的四大定律及其形成简述范文 18世纪,卡诺等科学家发现在诸如机车、人体、太阳系和宇宙等系统中,从能量转变成"功"的四大定律。
没有这四大定律的知识,很多工程技术和发明就不会诞生。
热力学的四大定律简述如下: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(温度相同),则它们彼此也必定处于热平衡(即它们的温度必须相等)。
热力学第一定律--能量守恒定律在热学形式的表现;即热力学系统在某一过程中从外界吸收的热量,一部分使用于系统内能的增增加,另一部分使用于对外界做功。
数学表达式为:dQ=dU+PdV.热力学第二定律--机械能(功)可全部转换成热能(热量),但是热能却不能以有限次的实验操作全部转换成功(即效率为100%的热机是不可能制成的)。
数学表达式为: 热力学第三定律--绝对零度不可达到但可以无限趋近。
数学表达式为:法国物理学家卡诺:1824年,法国陆军工程师卡诺设想了一个既不向外做功又没有摩擦的理想热机。
通过对热和功在这个热机内两个温度不同的热源之间的简单循环(即卡诺循环)的研究,得出结论:热机必须在两个热源之间工作,热机的效率只取决与两个热源的温度差,热机效率即使在理想状态下也不可能的达到 100%,即热量不能完全转化为功。
法国物理学家卡诺(NicolasLeonard Sadi Carnot,1796~1823)生于巴黎。
其父L.卡诺是法国有名的数学家、将军和政治活动家,学术上很有造诣,对卡诺的影响很大。
卡诺身处蒸汽机迅速发展、广泛应用的时代,他看到从国外进口的尤其是英国制造的蒸汽机,性能远远超过自己国家生产的,便决心从事热机效率问题的研究。
他独辟蹊径,从理论的高度上对热机的工作原理进行研究,以期得到普遍性的规律;1824年他发表了名着《谈谈火的动力和能发动这种动力的机器》的书中写道:"为了以最普遍的形式来考虑热产生运动的原理,就必须撇开任何的机构或任何特殊的工作物质来进行考虑,就必须不仅建立蒸汽机原理,而且建立所有假想的热机的原理,不论在这种热机里用的是什么工作物质,也不论以什么方法来运转它们。
高中基础物理热力学常识热力学是我们学习热能知识的入门,学好之后我们可以用热力学解释很多生活中的现象。
小编在这里整理了相关资料,希望能帮助到您。
高中基础物理热力学常识(1)热力学第一定律:热力学系统如不吸收外部热量却对外做功,须消耗内能;不可能造出既不需外界能量又不消耗系统内能的永动机。
能量守恒定律属于热力学第一定律。
(2)热力学第二定律:热机不可能把从高温热源中吸收的热量全部转化为有用功,总要把一部分传给低温热源。
根据这个定律,任何热机的效率都不可能达到100%。
(3)热力学第三定律:在科学家研究固体、液体、分子和原子的自由能的基础上,能斯特提出,在温度达到绝对零度(-273摄氏度)时,物质系统(分子或原子)无规则的热运动将停止。
绝对零度不可能达到,但是可以无限趋近。
电磁学常识1864年,麦克斯韦预言电磁波的存在,并预言光是一种电磁波。
1888年,赫兹发现了电磁波。
麦克斯韦的电磁理论成为描述电磁运动的基本理论,被称为自然科学的第三次理论大综合。
光学常识(1)光的色散是一种把太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光的现象。
(2)光的三原色是红、绿、蓝,而颜料的三原色是红、黄、蓝。
(3)红外线:太阳光色散区域中,红光外侧的不可见光叫做红外线。
红外线能使被照射的物体发热,具有热效应。
常用于红外探测器﹑红外照相机﹑红外夜视仪﹑追踪导弹等。
(4)紫外线:太阳光色散区域中,紫光外侧的不可见光叫做紫外线。
它能使荧光物质发光,另外还可以灭菌。
常用于验钞机﹑紫外线杀菌等。
(5)光的直线传播:光在同一种均匀介质中沿直线传播,比如影子的形成(手影,日食月食)、小孔成像等。
高中物理解题过程分析物理,这是公认的最难的一门学科,因为它不仅建立在数学的基础之上,需要有坚强的数学后盾,还要求同学具备很强的过程分析能力。
做物理题,首要的就是进行过程分析,只有把物理过程分析清楚,才能在此基础上进一步解题。
如果你没有弄清楚它的来龙去脉,那么你根本无法继续解题,即使算出结果来了,那也肯定是错误的。
热力学定律
热力学是一门研究热、功和能量相互转化关系和规律的学科。
热力学定律是热力学的基础,是一系列关于热量和能量转化的规律和原则。
下面将详细介绍热力学定律:
第一定律:能量守恒定律。
热力学的第一定律是能量守恒定律,它表明能量不会从不存在转移到存在,并且在系统内能量的总和不能改变。
也就是说,系统恒定在等压、等温或等体积下,所吸收或释放的热量,与其对外所做的功之和等于系统内能量的变化量。
这一定律是所有热力学问题的基础,符合人们对宇宙的基本认识。
第二定律:热力学第二定律。
热力学第二定律是热力学的核心内容,它涉及到热和功之间的关系。
热力学第二定律可以简单地表述为热量不会自发地从热量低的物体传递到热量高的物体,而只有在消耗外界能量的情况下才会发生,因此热能的转化是不可逆转的。
这一定律限制了一个系统所能达到的最大效率。
第三定律:绝对零度规律。
热力学第三定律指出,当物质的温度达到绝对零度时,所有的熵就会消失,这也就意味着热力学活动被完全冻结,不能进行任何热量的转移或其他能量转移。
这一定律还有一个更深刻的意义,即任何物体或系统在绝对零度下都具有一个唯一的基态或最低能量状态。
总结:
热力学的定律以能量和能量转换为基础,这些定律在科学研究和工程实践中都有着重要的应用价值。
热力学的第一定律是所有热力学问题的基础,而第二定律则解释了能量转化的不可逆性、严格程度和极限。
第三定律则表明热能与其他能量形式的转换受到温度限制。
这些定律进一步证明了自然法则的普遍性,指导了热力学实践和工程设计。
热力学定理
热力学定理,是描述物理学中热学规律的定律,包括热力学第零定律,热力学第一定律、热
力学第二定律和热力学第三定律。
热力学第零定律--假如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(温度相同),则它们彼此也必定处于热平衡。
热力学第一定律--能量守恒定律在热学形式的表现。
热力学第二定律--力学能可所有转换成热能,"可是热能却不能以有限次的实验操作
所有转换成功(热机不可得)。
热力学第三定律--零度不可达到但能够无限趋近。
正如玻尔的名言:“谁要是第一次听到量子理论时没有感到困惑,那他一定没听懂。
”学习亦是如此。
热力学四定律:通常是将热力学第一定律及第二定律视作热力学的基本定律,但有时
增加能斯特定理当作第三定律,又有时将温度存在定律当作第零定律。
一般将这四条热力学规律统称为热力学定律。
热力学理论就是在这四条定律的基础建立起来的。
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(温度相同),则它们彼此也必定处于热平衡。
这一结论称做“热力学第零定律”。
热力学第一定律:热力学的基本定律之一。
是能的转化与守恒定律在热力学中的表现。
它指出热是物质运动的一种形式,并表明,一个体系内能增加的量值△E(=E末-E初)等于这一体系所吸收的热量Q与外界对它所做的功之和,可表示为△E=W+Q热力学第一定律也可表述为:第一类永动机是不可能制造的。
热力学第二定律:它的表述有很多种,但实际上都是互相等效的。
比较有代表性的有如下三种表述方式:
不可能使热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变化(克劳修斯)。
不可能从单一热源吸取热量,使之完全变成有用功而不产生其它影响(开尔文)。
不可能制造第二类永动机(普朗克)。
以上三种说法(也包括其它表述法)所描述的一个事实是:一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。
热力学第三定律:“不可能使一个物体冷却到绝对温度的零度。
”这就是热力学第三定律。
根据热力学第三定律,在绝对零度下一切物质都停止运动。
绝对零度虽然不能达到,但可以无限趋近。