高中物理《热力学定律》知识梳理
高中物理《热力学定律》知识梳理
用心 爱心 专心 1 高中物理《热力学定律》知识梳理
【功和内能】
焦耳实验
内能
【热和内能】
【改变系统内能的两种方式】
做功和热传递
热传递有三种不同的方式：热传导、热对流和热辐射
这两种方式改变系统的内能是等效的
区别：做功是系统内能和其他形式能之间发生转化；热传递是不同物体（或物体的不同部分）之间内能的转移
【热力学第一定律】
热力学第一定律：W Q U +=∆
能量守恒定律:
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一物体，在转化和转移的过程中其总量不变
第一类永动机不可制成是因为其违背了热力学第一定律
【热力学第二定律】
热力学第二定律：物理学中，反映宏观自然过程的方向性的定律
热力学第一定律的两种表述：
热量不能自发地从低温物体传到高温物体
不可能从单一热库吸收热量，使之完全便成功，而不产生其他影响
第二类永动机不可制成是因为其违背了热力学第二定律（一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行）
熵是分子热运动无序程度的定量量度，在绝热过程或孤立系统中，熵是增加的。
能量耗散
系统的内能流散到周围的环境中，没有办法把这些内能收集起来加以利用。
【能源和可持续发展】。
物理热力学第一定律知识点归纳总结
学习必备欢迎下载物理热力学第一定律知识点归纳总结第二讲热力学第一定律§2.1 改变内能的两种方式热力学第一定律2． 1． 1、作功和传热作功可以改变物体的内能。
如果外界对系统作功W。
作功前后系统的内能分别为、，则有没有作功而使系统内能改变的过程称为热传递或称传热。
它是物体之间存在温度差而发生的转移内能的过程。
在热传递中被转移的内能数量称为热量，用Q 表示。
传递的热量与内能变化的关系是做功和传热都能改变系统的内能，但两者存在实质的差别。
作功总是和一定宏观位移或定向运动相联系。
是分子有规则运动能量向分子无规则运动能量的转化和传递；传热则是基于温度差而引起的分子无规则运动能量从高温物体向低温物体的传递过程。
2． 1． 2、气体体积功的计算1、准静态过程一个热力学系统的状态发生变化时，要经历一个过程，当系统由某一平衡态开始变化，状态的变化必然要破坏平衡，在过程进行中的任一间状态，系统一定不处于平衡态。
如当推动活塞压缩气缸中的气体时，气体的体积、温度、压强均要发生变化。
在压缩气体过程中的任一时刻，气缸中的气体各部分的压强和温度并不相同，在靠近活塞的气体压强要大一些，温度要高一些。
在热力学中，为了能利用系统处于平衡态的性质来研究过程的规律，我们引进准静态过程的概念。
如果在过程进行中的任一时刻系统的状态发生的实际过程非常缓慢地进行时，各时刻的状态也就非常接近平衡态，过程就成了准静态过程。
因此，准静态过程就是实际过程非常缓慢进行时的极限情况对于一定质量的气体，其准静态过程可用图、图、图上的一条曲线来表示。
注意，只有准静态过程才能这样表示。
2、功在热力学中，一般不考虑整体的机械运动。
热力学系统状态的变化，总是通过做功或热传递或两者兼施并用而完成的。
在力学中，功定义为力与位移这两个矢量的标积。
在热力学中，功的概念要广泛得多，除机械功外，主要的有：流体体积变化所作的功；表面张力的功；电流的功。
(1)机械功有些热力学问题中，应考虑流体的重力做功。
热力学定律知识点
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。
物理化学知识点总结(热力学第一定律)
热力学第一定律一、基本概念1.系统与环境敞开系统：与环境既有能量交换又有物质交换的系统。
封闭系统：与环境只有能量交换而无物质交换的系统。
（经典热力学主要研究的系统）孤立系统：不能以任何方式与环境发生相互作用的系统。
2.状态函数：用于宏观描述热力学系统的宏观参量，例如物质的量n、温度T、压强p、体积V等。
根据状态函数的特点，我们把状态函数分成：广度性质和强度性质两大类。
广度性质：广度性质的值与系统中所含物质的量成正比，如体积、质量、熵、热容等，这种性质的函数具有加和性，是数学函数中的一次函数，即物质的量扩大a倍，则相应的广度函数便扩大a倍。
强度性质：强度性质的值只与系统自身的特点有关，与物质的量无关，如温度，压力，密度，摩尔体积等。
注：状态函数仅取决于系统所处的平衡状态，而与此状态的历史过程无关，一旦系统的状态确定，其所有的状态函数便都有唯一确定的值。
二、热力学第一定律热力学第一定律的数学表达式：对于一个微小的变化状态为：dU=公式说明：dU表示微小过程的内能变化，而δQ和δW则分别为微小过程的热和功。
它们之所以采用不同的符号，是为了区别dU是全微分，而δQ和δW不是微分。
或者说dU与过程无关而δQ和δW却与过程有关。
这里的W既包括体积功也包括非体积功。
以上两个式子便是热力学第一定律的数学表达式。
它们只能适用在非敞开系统，因为敞开系统与环境可以交换物质，物质的进出和外出必然会伴随着能量的增减，我们说热和功是能量的两种传递形式，显然这种说法对于敞开系统没有意义。
三、体积功的计算1.如果系统与环境之间有界面，系统的体积变化时，便克服外力做功。
将一定量的气体装入一个带有理想活塞的容器中，活塞上部施加外压。
当气体膨胀微小体积为dV时，活塞便向上移动微小距离dl，此微小过程中气体克服外力所做的功等于作用在活塞上推力F与活塞上移距离dl的乘积因为我们假设活塞没有质量和摩擦，所以此活塞实际上只代表系统与环境之间可以自由移动的界面。
高中物理公式及知识点汇总-热学
高中物理公式及知识点汇总-热学高中物理中，热学是一个重要的领域，涉及到热传导、热膨胀、热力学等内容。
下面我将为大家整理出一些常见的物理公式和知识点。
热力学1. 热力学第一定律（能量守恒定律）: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表示系统对外做功。
2. 内能的计算公式：ΔU = nCΔT其中，ΔU表示内能的变化，n表示物质的摩尔数，C表示摩尔定容热容，ΔT表示温度的变化。
3. 理想气体状态方程：PV = nRT其中，P表示气体的压强，V表示气体的体积，n表示气体的摩尔数，R表示气体常数，T表示气体的温度。
4. 热力学第二定律（克劳修斯表述）：热量不会自发地从低温物体传递到高温物体。
5. 熵的变化与热量传递的关系：ΔS = Qrev/T其中，ΔS表示熵的变化，Qrev表示可逆过程中的吸收的热量，T表示温度。
热传导1. 热传导的热流量公式：Q/t = kAΔT/L其中，Q/t表示单位时间内传导的热量，k表示热传导系数，A 表示传热面积，ΔT表示温度差，L表示传热长度。
2. 热传导的热阻公式：R = L/ (kA)其中，R表示热阻，L表示传热长度，k表示热传导系数，A 表示传热面积。
3. 热传导的导热方程：∂Q/∂t = -k∇²T其中，∂Q/∂t表示单位时间内通过单位面积的热流量，k为热传导系数，∇²T表示温度在空间中的二阶偏导数。
热膨胀1. 线膨胀的计算公式：ΔL = αL₀ΔT其中，ΔL表示长度的变化，α表示线膨胀系数，L₀表示初始长度，ΔT表示温度的变化。
2. 面膨胀的计算公式：ΔA = 2αA₀ΔT其中，ΔA表示面积的变化，α表示面膨胀系数，A₀表示初始面积，ΔT表示温度的变化。
3. 体膨胀的计算公式：ΔV = βV₀ΔT其中，ΔV表示体积的变化，β表示体膨胀系数，V₀表示初始体积，ΔT表示温度的变化。
热辐射1. 斯特藩—玻尔兹曼定律：P = εσA(T² - T₀²)其中，P表示单位时间内通过单位面积的辐射功率，ε表示发射率，σ为斯特藩—玻尔兹曼常数，A表示面积，T为温度，T₀为参考温度。
高中物理知识全解3.4热力学定律
⾼中物理知识全解3.4热⼒学定律⾼中物理知识全解 3.4 热⼒学定律⼀：热⼒学第⼀定律①功与内能绝热过程：系统只由于外界对它做功⽽与外界交换能量它不从外界吸热，也不向外界放热，这样的过程叫绝热过程注意：在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功⽅式⽆关，仅与做功数量有关。
内能：任何⼀个热⼒学系统都必定存在⼀个只依赖于系统⾃⾝状态的物理量，这个物理量在两个状态间的差别与外界在绝热过程中对系统所做的功相联系。
我们把这个物理量称为系统的内能—U⼀个热⼒学系统的绝热过程中：21VU U U W W PS P VS-====【】注意：在⼀个热⼒学系统的绝热过程中：外界对系统做功，系统内能增⼤，系统对外界做功，系统内能减⼩；外界对系统做多少功，系统内能增⼤多少，系统对外界做多少功，系统内能减⼩多少。
②热与内能热量：热量是⼀个热⼒学系统在单纯的热传递过程中系统内能变化的量度。
所以热量只有在涉及能量的传递才有意义。
不能说物体具有多少热量，只能说物体吸收或放出多少热量。
⼀个热⼒学系统在单纯的热传递过程中：Q U=注意：⼀个热⼒学系统在单纯的热传递过程中：吸收了热量，系统内能增⼤，放出了热量，系统内能减⼩；吸收了多少热量，系统内能增⼤多少，放出了多少热量，系统内能减⼩多少。
拓展：⽐热容物质的⽐热容不仅与物质的种类有关还与所进⾏的过程有关。
在⼯程应⽤上常⽤的有定压⽐热容、定容⽐热容和饱和状态⽐热容三种。
在中学范围内，简单（不严格）的定义为：单位质量的某种物质温度升⾼1℃所吸收的热量（或降低1℃所释放的热量）叫做这种物质的⽐热容，⽤符号C表⽰。
【Q Cm t=】例：⽓体温度每升⾼1K所吸收的热量与所经历的过程有关。
③热⼒学第⼀定律热⼒学第⼀定律：⼀个热⼒学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。
Q+U W=注意：计算系统内能的增量时，⼀定要注意热传递Q与做功W的正、负性及正、负所代表的物理意义。
【例题】⼀绝热容器内封闭着⼀些⽓体，容器在⾼速运输途中突然停下来，则（）A.因⽓体温度与机械运动的速度⽆关，故容器中温度不变B.因容器是绝热的，故容器中⽓体温度不变C.因容器突然停⽌运动，⽓体分⼦运动的速度亦随之减⼩，故容器中温度降低D.容器停⽌运动时，由于分⼦和容器壁的碰撞，机械运动的动能转化为分⼦热运动的动能，故容器中⽓体温度将升⾼解析：容器停⽌过程中，分⼦与容器壁碰撞，容器对分⼦做功，使容器的部分动能转化成分⼦热运动动能，故⽓体温度升⾼。
新教材 人教版高中物理选择性必修第三册 第三章 热力学定律(知识点详解及配套习题)
第三章热力学定律1．功、热和内能的改变................................................................................................ - 1 -2. 热力学第一定律....................................................................................................... - 10 -3. 能量守恒定律........................................................................................................... - 10 -4. 热力学第二定律....................................................................................................... - 18 -章末复习提高................................................................................................................ - 28 -1．功、热和内能的改变一、功和内能1．焦耳的实验(1)绝热过程：系统只由于外界对它做功而与外界交换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热。
(2)代表性实验①重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温上升；②通过电流的热效应给水加热。
(3)实验结论：要使系统状态通过绝热过程发生变化，做功的数量只由过程始末两个状态决定，而与做功的方式无关。
2．功和内能(1)内能：任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系统自身状态的物理量，这个物理量在两个状态间的差别与外界在绝热过程中对系统所做的功相联系。
热力学三大定律知识总结
热力学三大定律总结热力学第一定律是能量守恒定律。
热力学第二定律有几种表述方式：克劳修斯表述为热量可以自发地从温度高的物体传递到温度低的物体，但不可能自发地从温度低的物体传递到温度高的物体；开尔文-普朗克表述为不可能从单一热源吸取热量，并将这热量完全变为功，而不产生其他影响。
以及熵增表述：孤立系统的熵永不减小。
热力学第三定律通常表述为绝对零度时，所有纯物质的完美晶体的熵值为零，或者绝对零度（T=0）不可达到。
一、第一定律热力学第一定律也就是能量守恒定律。
自从焦耳以无以辩驳的精确实验结果证明机械能、电能、内能之间的转化满足守恒关系之后，人们就认为能量守恒定律是自然界的一个普遍的基本规律。
1、内容一个热力学系统的内能U增量等于外界向它传递的热量Q与外界对它做功A的和。
（如果一个系统与环境孤立，那么它的内能将不会发生变化。
）2、符号规律热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外做功，向外界散热和内能减少的情况，因此在使用：△E=-W+Q时，通常有如下规定：①外界对系统做功，A>0,即W为正值。
②系统对外界做功，A<0,即W为负值。
③系统从外界吸收热量，Q>0，即Q为正值④系统从外界放出热量，Q<0，即Q为负值⑤系统内能增加，△U>0，即△U为正值⑥系统内能减少，△U<0，即△U为负值3、理解从三方面理解（1）如果单纯通过做功来改变物体的内能，内能的变化可以用做功的多少来度量，这时系统内能的增加（或减少)量△U就等于外界对物体（或物体对外界）所做功的数值，即△U=A（2）如果单纯通过热传递来改变物体的内能，内能的变化可以用传递热量的多少来度量，这时系统内能的增加（或减少)量△U就等于外界吸收（或对外界放出）热量Q的数值，即△U=Q（3）在做功和热传递同时存在的过程中，系统内能的变化，则要由做功和所传递的热量共同决定。
在这种情况下，系统内能的增量△U 就等于从外界吸收的热量Q和外界对系统做功A之和。
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《热力学定律》知识梳理
【功和内能】
焦耳实验
内能
【热和内能】
【改变系统内能的两种方式】
做功和热传递
热传递有三种不同的方式：热传导、热对流和热辐射
这两种方式改变系统的内能是等效的
区别：做功是系统内能和其他形式能之间发生转化；热传递是不同物体（或物体的不同部分）之间内能的转移
【热力学第一定律】
热力学第一定律：W
=
∆
U+
Q
能量守恒定律:
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一物体，在转化和转移的过程中其总量不变
第一类永动机不可制成是因为其违背了热力学第一定律
【热力学第二定律】
热力学第二定律：物理学中，反映宏观自然过程的方向性的定律
热力学第一定律的两种表述：
热量不能自发地从低温物体传到高温物体
不可能从单一热库吸收热量，使之完全便成功，而不产生其他影响
第二类永动机不可制成是因为其违背了热力学第二定律（一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行）
熵是分子热运动无序程度的定量量度，在绝热过程或孤立系统中，熵是增加的。
能量耗散
系统的内能流散到周围的环境中，没有办法把这些内能收集起来加以利用。
【能源和可持续发展】。