热力学第一定律的应用.doc

PAGE ×××× 本科生毕业论文 热力学第一定律的应用 系别、专业 物理与电气信息工程学院 物理学 研 究 方 向 理论研究类 学 生 姓 名 ××× 学 号 0000000000 指导教师姓名 ××× 指导教师职称 年 月 日 ×××本科毕业论文(设计) PAGE 10 摘要：早在18世纪中期，热力学就基本形成了，现在还在发展。它是建立在几条经验定律的基础上而富于严格逻辑推理的科学。热力学的两条基本定律是人类长期的经验总结，为无数次的实验事实所证明，虽不能由其他理论方法推导出来或加以证明，但这两条定律所引出的一切结论，至今还没有发现与事实相违背的情况，这就足以证明他们的正确性。热力学不仅是物理本身的基础，而且还是可以用来解决许多生产及科研的有关问题。但它有一定的适用范围。虽然如此，热力学方法仍然是一种重要的科学方法。 关键词：热容量；焓；准静态；内能；平衡状态；理想气体 目录 1 引言…………………………………………………………………………………… 1 2 热力学第一定律概述………………………………………………………………… 1 3 热力学第一定律的应用……………………………………………………………… 2 3.1 热容量与焓………………………………………………………………………… 2 3.2 热力学第一定律对理想气体的应用……………………………………………… 3 3.2.1 等温过程………………………………………………………………………… 3 3.2.2 等容过程………………………………………………………………………… 4 3.2.3 等压过程………………………………………………………………………… 4 3.2.4 绝热过程………………………………………………………………………… 4 3.2.5 多方过程………………………………………………………………………… 6 3.3 多孔塞实验与焦耳—汤姆孙效应………………………………………………… 7 3.4 循环过程与热机效应……………………………………………………………… 7 3.5 准静态过程与可逆过程…………………………………………………………… 9 3.5.1 准静态过程……………………………………………………………………… 9 3.5.2 可逆过程………………………………………………………………………… 9 4 结语……………………………………………………………………………………10 参考文献…………………………………………………………………………………11 谢辞………………………………………………………………………………………12 1 引言 热力学第一定律就是能量转化和守恒定律。十九世纪中期，在长期生产实践和大量科学实验的基础上，它才以科学定律的形式被确立起来。直到今天，不但没有发现违反这一定律的事实，相反的，大量新的实践不断地证明这一定律的正确性，扩充着它的实践基础，丰富着它所概括的内容。 从1840—1879年,焦耳以大量的、精确的科学实验结果论证了机械能和电能与热能之间的转化关系，他在各种实验中测定的热功当量数值的一致性，给能量转化和守恒定律奠定了不可动摇的基础。然而，应该指出的是，在十八世纪末和十九世纪，许多国家的科学家都对这一定律的建立作出了一定的贡献。这是由于当时的历史条件所决定的。十八世纪初，纽可门制作的大规模把热变为机械能的蒸汽机已在英国煤矿和金属矿使用。十八世纪后半叶，由瓦特作了重大改进的蒸汽机在英国炼铁业、纺织业广泛采用。对热机效率以及机器中的摩擦生热问题的研究，大大促进了人们对于能量转化规律的认识。与此同时，在其他领域内，也分别地发现了各种运动形式之间的相互联系和转化。如1800年伏打化学电池的发明；1834年法拉第点解定律的发现；1820年奥斯特发现电流的磁效应；1831年法拉第发现电磁感应现象1822年塞贝克发现热电动势并制作出热电源；1840年焦耳发现电流热效应方面的焦耳定律；1846年法拉第还发现了光的偏振面磁致旋转现象。所有这些，都使各种运动形式间相互联系和相互转化的辩证关系被充分地揭示出来。正是在这种历史条件下，医生迈尔于1842年曾列举了25种相互转化的形式，并从空气的定压比热与定容比热之差算出了热功当量。最后，由于焦耳的长期工作，建立了大量可靠的