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大学物理第8章热力学基础

CATALOGUE目录热力学基本概念与定律均匀物质的热力学性质理想气体的热力学过程热力学在工程技术中的应用现代热力学理论简介

热力学基本概念与定律CATALOGUE01

热力学状态描述系统宏观性质的物理量，如温度、体积、压强等。这些物理量称为状态参量，它们共同确定了系统的热力学状态。平衡态在无外界影响的条件下，系统各部分的宏观性质不随时间变化的状态。热力学系统由大量微观粒子（如分子、原子）组成的宏观物体，其内部粒子间通过相互作用而联系在一起。热力学系统及其状态

03准静态过程系统状态变化非常缓慢，以至于在每一时刻系统都接近于平衡态的过程。01热力学过程系统从一个状态变化到另一个状态所经历的一系列中间状态。02热力学途径系统从一个状态变化到另一个状态所采取的特定方式或路径。热力学过程与途径

热力学第一定律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。热力学第一定律的数学表达式ΔU=Q-W，其中ΔU表示系统内能的变化量，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外所做的功。热力学第一定律的应用用于计算系统在某一过程中的能量变化，以及热量和功的相互转换关系。热力学第一定律的表述

热力学第二定律的表述不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，或不可能用无生命的机器把物质的任何部分冷至比周围最低温度还低，从而获得机械功。热力学第二定律的数学表达式对于可逆过程，有dS=(dQ)/T；对于不可逆过程，有dS(dQ)/T。其中S表示系统的熵，T表示系统的温度，dQ表示系统吸收的微量热量。热力学第二定律的应用用于判断热力学过程进行的方向和限度，以及热机效率和制冷系数的计算等。010203热力学第二定律

均匀物质的热力学性质CATALOGUE02

物态方程描述物质状态变量之间关系的方程，如理想气体状态方程pV=nRT。热容物质吸收或放出热量时温度的改变量，分为定压热容和定容热容。热容与物质性质的关系不同物质的热容不同，反映了物质分子间相互作用的强弱。物态方程与热容030201

内能物质内部所有分子动能和势能的总和，是状态函数。热力学第一定律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。应用计算物质的吸热、放热、做功等问题，如热机效率、制冷系数等。内能与热力学第一定律的应用

熵表示系统无序程度的物理量，是状态函数。热力学第二定律不可能把热量从低温物体传向高温物体而不引起其它变化。应用判断过程进行的方向和限度，如热传导、自由膨胀、卡诺定理等。同时，熵增加原理也揭示了自然界中的不可逆过程，如生命过程、化学反应等。熵与热力学第二定律的应用

理想气体的热力学过程CATALOGUE03

等温过程在等温过程中，理想气体的温度保持不变。这意味着在等温膨胀时，气体从外界吸收热量，同时对外做功；在等温压缩时，外界对气体做功，同时气体向外界放出热量。等温过程中的内能变化为零。绝热过程在绝热过程中，系统与外界没有热量交换。对于理想气体，绝热过程可以用泊松方程来描述。绝热膨胀时，气体对外做功，内能减少，温度降低；绝热压缩时，外界对气体做功，内能增加，温度升高。等温过程与绝热过程

在等压过程中，理想气体的压强保持不变。等压膨胀时，气体从外界吸收热量并对外做功，体积增大；等压压缩时，外界对气体做功并放出热量，体积减小。等压过程中的热量变化与做功相等。等压过程在等容过程中，理想气体的体积保持不变。由于体积不变，因此不对外做功，也不从外界吸收功。等容过程中的内能变化完全由热量交换引起。等容过程等压过程与等容过程

VS循环过程是指系统经历一系列状态变化后回到初始状态的过程。在循环过程中，系统的内能变化为零，但可以从单一热源吸收热量并对外做功，或者从外界吸收功并放出热量到单一热源。卡诺循环卡诺循环是一种特殊的循环过程，由两个等温过程和两个绝热过程组成。卡诺循环的效率只与高温热源和低温热源的温度有关，而与工作物质无关。卡诺循环是热力学中最重要的循环之一，对于理解热力学第二定律和热力学效率具有重要意义。循环过程循环过程与卡诺循环

热力学在工程技术中的应用CATALOGUE04

热机是将热能转换为机械能的装置，热机效率是指热机输出的机械能与输入的热能之比。提高热机效率是热力学在工程技术中的重要应用之一。制冷机是将热量从低温物体传递到高温物体的装置，制冷系数是指制冷机在单位时间内从低温物体吸收的热量与向高温物体放出的热量之比。制冷系数的提高对于制冷技术的发展具有重要意义。热机效率制冷系数热机效率与制冷系数

热电偶测温原理及应用热电偶测温原理热电偶是一种利用两种不同金属或半导体的温差电效应来测量温度的装置。当热电偶两端存在温差时，就会产