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大学物理热力学基础1

目录热力学基本概念与定律热量传递与热辐射气体分子运动论基础热力学循环与效率相变与潜热过程分析热力学在日常生活中的应用

01热力学基本概念与定律Chapter

热力学系统由大量微观粒子组成的宏观物体或物体集合，简称系统。环境与系统发生相互作用而又不属于系统的其他物体或物体集合，简称环境。孤立系统与环境既没有物质交换也没有能量交换的系统。热力学系统与环境

描述系统状态的物理量，如压强、体积、温度等。状态参量系统在没有外界影响的条件下，各状态参量不随时间变化的状态。平衡态两个系统与第三个系统分别达到热平衡，则它们之间也必定达到热平衡。热平衡状态参量与平衡态

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，则它们彼此也必定处于热平衡。温度概念热力学系统的一个物理属性，是热力学系统达到热平衡的标志。温标温度的数值表示方法，常用的有摄氏温标、华氏温标和热力学温标等。热力学第零定律与温度概念

热力学第一定律能量守恒定律在热力学中的具体形式，表达为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。内能概念系统内部所有微观粒子的动能和势能之和。做功概念系统与环境之间由于宏观位移或形变而发生的能量交换。热力学第一定律

热力学第二定律01热量不可能自发地从低温物体传到高温物体而不引起其他变化；或者说，不可能从单一热源吸收热量并全部用来做功，而不引起其他变化。熵增原理02孤立系统的熵永不减少，即自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。热力学温标03建立在热力学第二定律基础上的温标，以绝对零度为起点，每一度的大小与摄氏温标相同，但每一度的数值比摄氏温标大273.15。热力学第二定律

02热量传递与热辐射Chapter

热量传递方式及特点热传导物体内部或相互接触的物体表面之间，由于温度梯度引起的内能交换。热对流流体中由于温度差异引起的宏观运动，伴随着热量传递。热辐射物体通过电磁波传递能量的方式，不需要介质。

热量从高温区域向低温区域传递，直至达到热平衡。表征材料导热性能的物理量，与材料的种类、温度、湿度等因素有关。导热过程及导热系数导热系数导热过程

对流换热原理流体流过固体表面时，由于温度差异引起的热量交换。对流换热应用广泛应用于工业、建筑、交通等领域的散热和加热过程中。对流换热原理及应用

辐射换热物体通过辐射方式与其他物体进行热量交换的过程。辐射换热特点不需要介质，可在真空中进行；与物体温度、表面性质等因素有关。辐射换热基础知识

描述物体辐射能量与温度、波长等因素之间关系的定律，包括普朗克定律、斯特藩-玻尔兹曼定律等。理想化的辐射体，能够吸收所有入射的辐射能量，同时以最大的速率向外辐射能量。黑体辐射的波长分布和强度与温度有关，是热辐射研究的基础。热辐射定律黑体辐射热辐射定律与黑体辐射

03气体分子运动论基础Chapter

为了解释气体的宏观性质，从微观角度研究气体分子的运动和相互作用。气体分子运动论的提出气体由大量分子组成，分子间距离较大，相互作用力可忽略；分子在不断进行无规则热运动，且运动速度服从一定的统计规律。气体分子运动论的基本假设气体分子运动论概述

理想气体状态方程推导理想气体状态方程PV=nRT，其中P为压强，V为体积，n为物质的量，R为普适气体常数，T为热力学温度。推导过程基于波义耳定律、查理定律和盖吕萨克定律，通过引入理想气体假设和热力学温标，推导出理想气体状态方程。

气体压强是由大量气体分子对容器壁的频繁碰撞产生的，单位时间内气体分子对容器壁单位面积上的平均冲力即为气体压强。气体压强的微观解释温度是物体分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子热运动越剧烈，平均动能越大。温度的微观解释气体压强和温度微观解释

能量均分定理在热平衡状态下，理想气体每个分子的平均平动动能相等，且等于总动能的一半；对于多原子分子，还有转动动能和振动动能等。理想气体内能理想气体的内能只与温度有关，与体积和压强无关；内能包括所有分子的动能之和以及分子间的相互作用势能（对于理想气体，分子间相互作用势能可忽略）。能量均分定理和理想气体内能

实际气体性质简介实际气体分子间存在相互作用力，且分子本身具有一定的体积，因此实际气体的性质与理想气体存在一定的差异。实际气体与理想气体的差异为了描述实际气体的性质，人们提出了多种实际气体的状态方程，如范德华方程、维里方程等，这些方程在一定程度上能够描述实际气体的性质。实际气体的状态方程

04热力学循环与效率Chapter

VS将工质从某一状态开始，经过一系列的热力过程，又回到原来的状态的全部过程。循环分类根据循环过程中工质的状态变化，热力学循环可分为正循环和逆循环。热力学循环定义热力学循环概念及分类

由两个可逆的等温过程