大学物理演示动画--第一类永动机-
《大学物理AI》课程教学大纲
《大学物理AI》课程教学大纲2016年5月制定 2016年 5 月第 0 次修订制定人：王志萍一、课程名称及代码课程名称：大学物理AI课程代码：BAA012001二、适用教育层次及专业教育层次：高职本科适用专业：机械设计制造及其自动化、机械电子工程、电气工程及其自动化、物联网工程、软件工程三、学分、学时学分数：3.5 学时数：56四、课程类型课程性质：公共课课程类别：纯理论课五、先修课程名称及代码高等数学AI（BAA011001）六、教学目标《大学物理》课程是我院高职本科工科各专业的一门必修的重要公共基础课。
通过这门课程的学习，将为工科各专业课及其技术基础课打好基础，传授必需通用的物理基础知识，培养科学思维和利用物理规律解决实际问题的初步能力。
为学生学习专业理论和专业技术打好必要的物理基础。
由于物理学在自然科学中的基础地位和与社会科学的联系，以及物理科学对人的思维训练和能力形成有很大的影响，因而它在人才培养中起着十分重要和独特的作用，对培养高级工程技术人才起至关重要的作用，必须引起充分的重视。
1．知识目标1）掌握描述质点运动的物理量。
掌握牛顿三定律及其适用条件。
掌握运用守恒定律分析问题的思想和方法。
2）理解刚体绕定轴转动的转动定律和刚体绕定轴转动情况下的角动量守恒定律。
3）通过把力学的研究对象抽象为三个理想模型，质点、刚体和理想流体，学会建立模型的科学研究方法。
4）注意学习矢量运算、微积分运算等方法在物理学中的应用。
5）掌握描述简谐振动和简谐波的各物理量（特别是相位）及各量间的关系。
6）掌握线性运动叠加原理，通过在周期性外力作用下阻尼摆的混沌现象分析了解非线性问题的特征。
7）理解气体动理论和热力学基础的基本概念及基本规律。
8）通过理想气体的压强和气体分子平均自由程等公式的建立，进一步理解科学研究的建模方法。
9）理解和掌握熵增加原理是自然界（包括自然科学和社会科学）最为普遍实用的定律之一。
10）了解物理学原理在现代工程技术中的应用。
大学物理第二十四讲 热力学第一定律、摩尔热容PPT课件
U
CV ,mT
i 2
RT
3104 J
2. Qp Cp,mT Cp,m (T2 T1) Cp,m (t2 t1)
t2
t1
Qp
Cp,m
t1
2Qp
(i 2)R
36C
t1 0C
19
例：热力学系统经历如图所示过程后回到初态a。设过 程 abc 中吸热600 J；过程 cda 向外放热450J，对外做 功-150J，求系统在 abc 过程中内能的增量及对外做功。
Please Criticize And Guide The Shortcomings
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
R(T2
T1)
o
VV
●等容过程中系统从外界吸收的热量全部转化为
系统的内能。
10
三、等压过程
dp 0
pV RT U i RT
2 Q U A
U
i 2
R(T2T1)ppA V2 V1
pdV
p(V2
V1 )
A
R(T2 T1)
o
V1
V2 V
Qp
U
A
i 2
R(T2
T1)
R(T2
T1)
Tb 2Ta Tc , Td Ta , Vc V3 4V1
所以
U
i 2
R(Td
Ta )
0
p
p2 a
Aab p2 (V2 V1) 2 p1V1 2 RTa
Abc
RTb
ln
Vc Vb
2 RTa
ln 2
p1
o V1
Acd p1(V2 V3 ) 2 p1V1 2 RTa
b 等温线
第一类永动机
第一类永动机展开全文某物质循环一周回复到初始状态，不吸热而向外放热或作功，这叫“第一类永动机”。
这种机器不消耗任何能量，却可以源源不断的对外做功。
案的设计者认为，右边的球比左边的球离轴远些，因此，右边的球产生的转动力矩要比左边的球产生的转动力矩大。
以往热的单位是cal（卡），功以erg（尔格）为单位，焦耳的实验结果为1cal=4．184×10^7erg，这就是著名的热功当量。
能量守恒转换定律的建立，对制造永动机的幻想作了最后的判决，因而热力学第一定律的另一种表述为：“不可能制造出第一类永动机”。
基本信息•中文名：第一类永动机•类别：永动机•释义：不吸热而向外放热或作功•定位：机器相关推荐•第二类永动机•反重力原理•视错觉•热力学第二定律•热力学三大定律•紫外灾难•热寂•熵增原理•比荷•硝烟反应•姆潘巴现象•电功•等离子态•理想流体•氦闪•玫瑰线•热力学第一定律•克拉伯龙方程•波义耳定律•熵增加原理简介某物质循环一周回复到初始状态，不吸热而向外放热或作功，这叫“第一类永动机”。
这种机器正在加载查看图片集不消耗任何能量,却可以源源不断的对外做功。
发展历史欧洲，早期最著名的一个永动机设计方案是十三世纪时一个叫亨内考的法国人提出来的。
正在加载查看图片集如图所示：轮子中央有一个转动轴，轮子边缘安装着12个可活动的短杆，每个短杆的一端装有一个铁球。
方案的设计者认为，右边的球比左边的球离轴远些，因此，右边的球产生的转动力矩要比左边的球产生的转动力矩大。
这样轮子就会永无休止地沿着箭头所指的方向转动下去，并且带动机器转动。
这个设计被不少人以不同的形式复制出来，但从未实现不停息的转动。
仔细分析一下就会发现，虽然右边每个球产生的力矩大，但是球的个数少，左边每个球产生的力矩虽小，但是球的个数多。
于是，轮子不会持续转动下去而对外做功，只会摆动几下，便停在右图中所画的位置上。
热力学发展初期，热和机械能的相互转化是人们研究的主题。
大学物理 第八章 热力学基础
CV
2019/5/21
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§8.2 热力学第一定律
热力学基础
§8.2.1 热力学第一定律 本质：包括热现象在内的能量守恒和转换定律。
E2 E1 W Q (E2 E1) W E W
Q
dQ dE dW
Q
E E2 E1
W
+ 系统吸热 内能增加 系统对外界做功
系统放热 内能减少 外界对系统做功
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热力学基础
热力学第一定律适用于任何系统(气液固)的任何过 程(非准静态过程也适用),
Q E PdV
热力学第一定律的另一叙述：第一类永动机 是不可 能制成的。
第一类永动机：Q = 0， E = 0 ，A > 0的机器;
过一系列变化后又回一开始的状态，用W1表示外界对 气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体 吸收的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个过程中 一定有（ A ）
A．Q1—Q2=W2—W1 ; B．Q1=Q2
C．W1=W2 ;
D．Q1>Q2
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【例8-4】如图,一个四周绝热的气缸热,力中学基间础 有 一固定的用导热材料制成的导热板C把气缸分 成 A.B 两部分,D是一绝热活塞, A中盛有 1mol He, B中盛有1mol N2, 今外界缓慢地
等压膨胀过程 V2>V1 , A>0 又T2>T1, 即E2-E1>0 ∴Q>0 。气体吸收的热量，一部分用于内能的增加，
一部分用于对外作功；
等压压缩过程 A<0 ， T2<T1, 即E2－E1<0 ∴Q<0 。
大学物理热力学基础-准静态过程-功-热量内能
如果其中有一个状态为非平衡态，则此过程不是准静 态过程。如果系统进行的速度过快，系统状态发生变 化后，还未来得及恢复新的平衡态，系统又发生了变 化，则该过程也不是准静态过程。
例如：气缸活塞压缩的速
度过快，气体的状态发生
变化，还来不及恢复，P、
F
V、T 无确定关系，则此过
程为不是准静态过程。
3
PA
量为0。 dT 0 2.过程方程 PV C
恒 温 源 T
P 1
P1
3.过程曲线
4.功 A V2 PdV V1
P2 o V1
T
2 V2 V
17
由理想气体状态方程
P m RT
V
RT
V
A V2 RT dV RT V2 dV
V1
V
V V1
等温过程的功
A RT ln V2 m RT ln V2
m RT ln P1
P2
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三、等压过程
1.过程特点
系统的压强不变 dP 0
P
2.过程曲线
3.内能增量
E m i RT
2
1
2
P
4.功 压强不变
o
V1
V2 V
A
V2 V1
PdV
P
V2
V1
dV
P (V2 V1 )
PV
20
5.热量
QP E A
m
14
热力学第一定 律在等值过程
中的应用
15
一、等容过程
1.过程特点
V
系统的体积不变 dV = 0
系统对外做功为0 dA = 0 2.过程曲线
永动机原理
永动机原理引言永动机是指一种可以永远运转而不需要任何外部能源的理论机器。
虽然科学界普遍认为永动机是不可能存在的，但是人们对于制造一个真正的永动机一直有着浓厚的兴趣和探索的动力。
在本文中，我们将探讨永动机的原理以及为何永动机是不可能实现的。
永动机的定义永动机是指一种能够自行产生足够能量来推动自身运转的机器。
这个概念最早出现在18世纪，当时许多人认为永动机的发明将会对工业革命产生巨大的影响，甚至会改变整个世界。
第一类永动机：违反能量守恒定律第一类永动机是指那些违反能量守恒定律的设备。
这些设备声称可以从一种能源中提取能量，然后将其完全转化为另一种形式的能量，并将多余的能量输出。
然而，这种设备违背了能量守恒定律，即能量不能被创造或者毁灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
因此，第一类永动机是不可能存在的。
第二类永动机：违反热力学第二定律第二类永动机是指那些违反热力学第二定律的设备。
热力学第二定律规定，任何一个孤立系统内熵的增加是不可逆的，即系统中的有序性会趋向于无序性的增加。
这个定律也被称为熵增原理。
第二类永动机声称可以将热能完全转化为机械能，并且不会产生任何的熵增。
然而，这也是不可能的，因为热力学第二定律的适用性是普遍的。
永动机的研究和探索尽管永动机被认为是不可能实现的，但是对于制造永动机的探索和研究一直在进行。
一些人坚信自己可以打破现有的物理定律，创造出真正的永动机。
然而，每一次实验和研究都遵循了能量守恒定律和热力学第二定律，结果都证明了永动机的不可能性。
结论综上所述，永动机是一种根据能量守恒定律和热力学第二定律判断不可能存在的设备。
无论是违反能量守恒定律还是违反热力学第二定律，永动机的原理都是行不通的。
虽然人们对制造一个真正的永动机充满了无限的憧憬，但是现有的科学定律和原理一致地认为永动机是不可能实现的。
如果你想了解更多关于永动机的信息，推荐阅读热力学、能量守恒定律相关的书籍和论文，以深入理解这个领域的基本原理和现有的科学知识。
第三类永动机
第三类永动机别莱利曼在《趣味物理学》中写了不少关于永动机的故事。
有一个人生城建成了永动机，呼吁专家去鉴定。
后来真的去了一伙人参观，那人抬出来一个看起来挺复杂的装置，费了几个牛的力气,把机器发动起来。
遗憾的是，只转了一小会儿,就停了下来。
那人接着折腾，折腾到最后，很不好意思地对大家说：它总是发脾气。
（别莱利曼，1979）第一类永动机和第二类永动机永动机是人类的一个梦想,而且是建立在科学之上的梦想——虽然现在被看成是伪科学了——因为所有的永动机探索者在涉及他们的机器时，依据的都是某种科学的原理，而不是神秘的超自然力.最初，这些科学爱好者是想造出“东东1”：一个循环系统，能够实现自循环，并且在每一次的循环中,除了产生维持其自身运转的能量，还多少有点富裕.这样,就可以源源不断地向系统之外输出能量，不光是人，那些大牲口，什么骡子啊，马啊，都可以歇歇了.这个东东将给野外科考队员提供极大的方便，无论走到哪里,帐篷支起来，把东东1一架,所有的灯都亮了，比电池方便多了,而且环保。
当然了,在家也可以用啊，无论是水电站还是核电站，都不用建了！梦想固然很好，不过，已经创造了很多奇迹的科学，这回不灵了。
永动机爱好者几乎尝试了所有的科学的现象,什么电啊、磁啊、毛细现象啊;什么杠杆啊、滑轮啊、斜面啊,没有一个成功的。
再到后来，物理学家给出了一个能量守恒定律,这个定律宣判：东东1造不出来。
能量守恒定律现在也叫做热力学第一定律——可见热力学不只有一个定律—-我们简称它热一律吧！刚开始的时候，总有人不相信它——到现在还有人步信,所以接着试，屡战屡败,屡败屡战，总有人不甘心.不管怎么说，永动机是个多么美好的梦想啊！王力雄在小说《永动机患者》中就写了一个执着的农民，他就是要造出永动机，他相信，永动机开转之日,就是家乡人民脱贫之时!美好的梦想要靠科学来实现，于是又有人想出“东东2",它能够吸收空气（或者海水，或者别的东西）中的热量，转化成电能（或者其他可用的能量），转化出来的灯与吸收过来的，所以不违背热一律。
大学化学《物理化学-热力学第一定律及其应用》课件
(1)克服外压为 p '，体积从V1 膨胀到V ' ； (2)克服外压为 p"，体积从V ' 膨胀到V " ；
(3)克服外压为 p2，体积从V "膨胀到V2 。
We,3 p '(V 'V1)
p"(V "V ')
p
p1
p1V1
p2 (V2 V ")
p'
所作的功等于3次作功的加和。p "
p 'V ' p"V "
可见，外压差距越小，膨 p2 胀次数越多，做的功也越多。
V1 V ' V "
p2V2
V2 V
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2024/9/13
功与过程（多次等外压膨胀）
p"
p' p1
V"
V1
V'
p
p1
p1V1
p2
V2
p'
p 'V '
阴影面积代表We,3
p"
p"V "
p2
p2V2
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V1 V ' V "
第三步：用 p1 的压力将体系从V ' 压缩到 V1 。
p
W' e,1
p"(V "
V2 )
p1
p1V1
p' (V ' V ")
p'
p 'V '
p1(V1 V ' )
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V2 V
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永 动 机 的 设 想 图
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第一类永动机[演示动画]
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6
今天是2014年6月7日星期六
大学物至诚学院
大学物理教研室 李培官
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热力学第一定律
【演示动画】
第一类“永动机”
第一类永动机
第一类永动机试图在不获取能源的 前提下使体系持续地向外界输出能量。 历史上最著名的第一类永动机是法国人 亨内考在十三世纪提出的“魔轮”，十 五世纪，著名学者达芬奇也曾经设计了 一个相同原理的类似装置，1667年曾有 人将达芬奇的设计付诸实践，制造了一 部直径 5 米的庞大机械，但是这些装置 经过试验均以失败告终。