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大学物理热力学PPT课件

contents目录热力学基本概念与定律热力学过程与循环热力学函数与方程理想气体与非理想气体相变与临界点现象热辐射与黑体辐射定律

01热力学基本概念与定律

123温度是表示物体冷热程度的物理量，单位是摄氏度（°C）或华氏度（°F）。温度的定义和单位热量是热传递过程中传递能量的多少，单位是焦耳（J）。热量的定义和单位温度是物体分子热运动的平均动能的标志，而热量是物体之间由于温差而传递的能量。温度与热量的关系温度与热量

03热力学状态的描述热力学状态可以用状态参量来描述，如温度、压力、体积等。不同的热力学系统有不同的状态参量。01热力学系统的定义热力学系统是指由大量微观粒子（如分子、原子等）组成的宏观物体。02热力学状态的定义热力学状态是指热力学系统在某一时刻所呈现出来的宏观性质，如温度、压力、体积等。热力学系统及其状态

热力学第一定律的表述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，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外所做的功。热力学第一定律的物理意义热力学第一定律揭示了能量守恒和转换的定律，即能量不能凭空产生或消失，只能从一种形式转换为另一种形式。热力学第一定律

热力学第二定律热力学第二定律揭示了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。同时，它也指出了与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。热力学第二定律的物理意义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，或不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化。热力学第二定律的表述对于可逆过程，有dS=(dQ/T)；对于不可逆过程，有dS(dQ/T)，其中S表示熵，T表示温度。热力学第二定律的数学表达式

02热力学过程与循环

等温过程与绝热过程等温过程系统温度保持不变的过程。在等温过程中，系统与外界的热交换使得系统能够维持恒定的温度。绝热过程系统与外界没有热交换的过程。在绝热过程中，系统的温度变化完全由做功引起。

系统状态变化时，其压强和体积按一定关系变化的过程。多方过程可以是等温、等压、等容或绝热等多种类型。多方过程系统状态变化可以沿着相反的方向进行，且在逆向过程中不引起其他变化的过程。可逆过程是理想化的过程，实际中难以实现。可逆过程多方过程与可逆过程

由两个等温过程和两个绝热过程构成的循环。卡诺循环是热力学中最基本的循环之一，用于描述热机或制冷机的工作原理。卡诺循环所做的有用功与从热源吸收的热量之比。卡诺循环效率取决于热源和冷源的温度，而与工作物质无关。卡诺循环及其效率卡诺循环效率卡诺循环

利用工作物质在循环过程中从热源吸收热量并对外做功，将热能转换为机械能的装置。热机包括蒸汽机、内燃机等。热机原理利用工作物质在循环过程中从低温物体吸收热量并排放到高温物体，实现制冷的装置。制冷机包括冰箱、空调等。制冷机原理热机与制冷机原理

03热力学函数与方程

焓定义为系统的内能与体积的乘积，即H=U+pV，用于描述等压过程中的能量变化。熵表示系统无序程度的物理量，是状态函数，与路径无关。在可逆过程中，熵保持不变；在不可逆过程中，熵增加。内能系统内部所有微观粒子动能和势能的总和，是状态函数，与路径无关。内能、焓和熵

麦克斯韦关系式麦克斯韦关系式是热力学中描述系统状态变量之间关系的一组偏微分方程，由四个基本热力学势导出。通过麦克斯韦关系式，可以推导出许多有用的热力学公式，如克拉珀龙方程、焦耳-汤姆逊系数等。

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。热力学第二定律不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，或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，或不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。热力学基本方程

特性函数用来描述系统状态的函数，如内能、焓、熵等。特性函数具有可加性和可微性。状态方程描述系统状态变量之间关系的方程，如理想气体状态方程pV=nRT。状态方程反映了系统在不同条件下的平衡状态。特性函数与状态方程

04理想气体与非理想气体

理想气体状态方程01pV=nRT，其中p为压强，V为体积，n为物质的量，R为气体常数，T为热力学温度。理想气体假设02分子本身不占体积，分子间无相互作用力，分子运动遵循牛顿运动定律。理想气体状态方程的适用条件03低压、高温，此时真实气体行为接近理想气体。理想气体状态方程

阿马伽分体积定律混合气体的总体积等于各组分气体分体积之和，即V_total=V_1+V_2+...+V_n。理想气体混合物的性质各组分气体遵守理想气体状态方程，且相互之间无化学反应。道尔