热学复习 重点
《热学》第四章和第五章复习
第四章 热力学第一定律 基本要求一、 可逆和不可逆过程 （1）准静态过程（2）理解什么是可逆过程，什么是不可逆过程.知道只有无耗散的准静态过程才是可逆过程。
二、 功和热量 （1）明确功是在力学相互作用过程中能量转移，热量是在热学相互作用过程中的能量的转移，它们都是过程量，它们都是过程量。
知道“作功”是通过物体宏观位移来完成；而“热传递”是通过分子之间的相互作用来完成。
（2）知道功有正负，熟练掌握从体积膨胀功微分表达式pdV W d -=出发计算体积膨胀功。
从几何上理解功的大小等于p-V 图上热力学过程曲线下面的面积。
三、热力学第一定律（1）知道能量守恒与转化定律应用到热学中就是热力学第一定律。
明确热力学第一定律是把内能、功和热量这三个具有能量量纲的物理量结合在一个方程中：即 W Q U +=∆； （2）一微小过程中热力学第一定律表示为：W d Q d dU +=；对于准静态过程热力学第一定律表示为：pdV Q d dU -=（3）内能是态函数，内能一般应是温度和体积的函数。
内能应当包含分子的热运动动能和分子之间的相互作用势能，也应包括分子内部的能量；在热学中的内能一般不包括系统做整体运动的机械能。
四、热容和焓（1）知道热容的定义、热容是过程量、热容与物体的量有关。
（2）知道焓的定义pV U H +=;知道焓的物理意义。
五、热力学第一定律对理想气体的应用（1）知道焦耳定律；即理想气体的内能仅是温度的函数；知道理想气体的焓也只是温度的函数。
内能和焓的微分可分别表示为：dT C dU m V ,ν=；dT C dH m p ,ν=；这两个公式适用于理想气体任何过程。
（2）理想气体的准静态过程的热力学第一定律可表示为pdV dT C dQ m V +=,ν；利用上式可得迈耶公式：R C C m V m p =-,,ν；（3）会熟练利用热力学第一定律处理一些常见热力学过程。
（4）会推导准静态绝热过程方程，熟记并会熟练利用绝热过程方程，同时应知道绝热过程方程的适用条件。
初中物理热学知识点
初中物理热学知识点初中物理知识点：热学热学一、热现象：(一.)温度：1.物理意义：表示物体的冷热程度。
2.单位;摄氏度( ℃ )。
3.测量工具：温度计;4.温度计(1)制作原理：利用液体的胀热冷缩。
(2)常用种类：实验用温度计(测量范围：0℃～100℃)、体温计(测量范围：35℃～42℃)、寒暑表(测量范围：-30℃～50℃)。
(3)使用方法：使用前------使用时-------5.体温计的特殊结构：(1)三棱形的柱体(起放大液体的作用，容易观察液面的位置);(2)缩口——液泡和毛细管之间有一段非常细的部分(作用：上升到毛细管的水银不能自动回到玻璃泡内，在缩口处被切断)。
6.使用方法：使用前必须先向下甩一甩，读数时可以离开人体读)。
(二)物态变化：1.熔化：固变液，吸热，(晶体有熔点，熔化时吸热，但温度保持不变，非晶体没有熔点，熔化时吸热，但温度一直升高)。
2.凝固：液变固，放热。
3.汽化：液变气，吸热。
(1)两种方式;蒸发和沸腾。
(2)蒸发：A.条件：任何温度，只在液体的表面。
B.影响蒸发快慢的因素：液体温度、表面积、液面上的气流。
(3)沸腾：A.条件：达到沸点，继续吸热，液体表面和内部同时发生的。
B .影响沸腾的因素：液体表面上气压的大小(气压越大，沸点越高)。
4液化：气变液，放热。
(1)液化方法：A.降温 B.压缩体积(2)例如：“白气”、雾、露。
液化气。
二、热和能：1.分子动理论：(1)物质是由分子组成的;(2)一切物质的分子都在不停地做无规则运动 (扩散现象表明分子在不停地运动着;温度越高，分子运动越激烈，扩散现象越明显。
)(3)分子间有相互作用的引力和斥力2、内能：(1)概念：物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和。
(2)内能大小与温度有关：同一个物体温度越高，内能越大。
(3)改变物体内能的方式有：做功和热传递。
(在热传递过程中传递能量的多少叫热量，单位是焦耳J。
物体间只要有温度差存在就有热传递发生。
热学李椿第三版复习资料
热学李椿第三版复习资料热学李椿第三版复习资料热学是物理学中的一个重要分支，它研究的是热量的传递、转化和相互作用。
而李椿的《热学》第三版是热学领域的经典教材之一，被广大学生和研究者所喜爱和使用。
本文将介绍《热学》第三版的复习资料，帮助读者更好地掌握和理解热学知识。
首先，我们来了解一下《热学》第三版的内容结构。
该教材分为七个章节，分别是热力学基础、理想气体的热力学、热力学第一定律、理想气体的过程、热力学第二定律、热力学函数和相变等。
每个章节都涵盖了热学领域的重要知识点，从基础概念到高级理论都有所涉及。
在复习《热学》第三版时，我们可以按照章节的顺序进行学习和总结。
首先，我们可以重点关注热力学基础这一章节。
在这一章节中，我们可以学习到热力学的基本概念和基本定律，如温度、热量、功、内能等。
同时，还可以了解到热力学系统的性质和状态方程等内容。
通过对这些基础知识的掌握，我们可以为后续章节的学习打下坚实的基础。
接下来，我们可以深入学习理想气体的热力学。
理想气体是热学领域中的一个重要概念，它在实际应用中具有广泛的意义。
在这一章节中，我们可以学习到理想气体的状态方程、内能、焓、熵等热力学函数的计算方法。
同时，还可以了解到理想气体的特殊过程和理想气体的热力学性质等内容。
通过对理想气体的热力学的学习，我们可以更好地理解和应用热力学知识。
在热力学第一定律这一章节中，我们可以学习到能量守恒定律在热学领域中的应用。
通过学习热力学第一定律，我们可以了解到热力学系统内能的变化和热量、功的关系。
同时，还可以学习到热力学过程中的能量转化和能量传递等内容。
通过对热力学第一定律的学习，我们可以更好地理解和分析热力学系统的能量变化。
在理想气体的过程这一章节中，我们可以学习到理想气体在不同过程中的热力学性质。
通过学习理想气体的过程，我们可以了解到等温过程、绝热过程、等容过程和等压过程等不同过程中的热力学性质和计算方法。
同时，还可以学习到理想气体的循环过程和热机效率等内容。
工程热力学知识点
工程热力学复习知识点一、知识点基本概念的理解和应用（约占40%），基本原理的应用和热力学分析能力的考核（约占60%）。
1. 基本概念掌握和理解：热力学系统(包括热力系，边界，工质的概念。
热力系的分类：开口系，闭口系，孤立系统)。
掌握和理解：状态及平衡状态,实现平衡状态的充要条件。
状态参数及其特性。
制冷循环和热泵循环的概念区别。
理解并会简单计算：系统的能量，热量和功（与热力学两个定律结合）。
2. 热力学第一定律掌握和理解：热力学第一定律的实质。
理解并会应用基本公式计算：热力学第一定律的基本表达式。
闭口系能量方程。
热力学第一定律应用于开口热力系的一般表达式。
稳态稳流的能量方程。
理解并掌握：焓、技术功及几种功的关系（包括体积变化功、流动功、轴功、技术功）。
3. 热力学第二定律掌握和理解：可逆过程与不可逆过程(包括可逆过程的热量和功的计算)。
掌握和理解：热力学第二定律及其表述（克劳修斯表述，开尔文表述等）。
卡诺循环和卡诺定理。
掌握和理解：熵（熵参数的引入，克劳修斯不等式，熵的状态参数特性）。
理解并会分析：熵产原理与孤立系熵增原理，以及它们的数学表达式。
热力系的熵方程（闭口系熵方程，开口系熵方程）。
温-熵图的分析及应用。
理解并会计算：学会应用热力学第二定律各类数学表达式来判定热力过程的不可逆性。
4. 理想气体的热力性质熟悉和了解：理想气体模型。
理解并掌握：理想气体状态方程及通用气体常数。
理想气体的比热。
理解并会计算：理想气体的内能、焓、熵及其计算。
理想气体可逆过程中，定容过程，定压过程，定温过程和定熵过程的过程特点，过程功，技术功和热量计算。
5. 实际气体及蒸气的热力性质及流动问题理解并掌握：蒸汽的热力性质（包括有关蒸汽的各种术语及其意义。
例如：汽化、凝结、饱和状态、饱和蒸汽、饱和温度、饱和压力、三相点、临界点、汽化潜热等）。
蒸汽的定压发生过程（包括其在p-v和T-s图上的一点、二线、三区和五态）。
理解并掌握：绝热节流的现象及特点6. 蒸汽动力循环理解计算：蒸气动力装置流程、朗肯循环热力计算及其效率分析。
1-3热力学定律复习
•化学热力学的理论基础是热力学第一定律和热力学第二定律.
•在气液固三种聚集状态中, 气体最容易用分子模型进行研究. 一，气体的pVT关系
理想气体 理想气体状态方程: pV = nRT 真实气体 范德华方程 二，热力学第一定律 • 热力学第一定律本质是能量守恒. U = Q + W • 基本概念和术语
数据包括标准热容、标准相变焓、标准生成焓和标准燃烧焓 等.
8
二 热力学第一定律--系统与环境，过程与途径
系统
所研究的 物质对象
敞开系统 封闭系统 隔离系统
物质进出 能量得失
√
√
√
系统的宏观性质: • 广延性质 n, V, U, H, S, G, A, …, 有空间上的加和性.
• 强度性质 T, p, Vm , Um , , …, 无空间上的加和性.
理想气体:在任何温度/ 压力下均服从理想气体状态方程的气体. 两个特征: (1)分子本身必定不占有体积; (2)分子间无相互作用.
3
一 气体的 p V T 关系—理想气体
分压力pB: 无论是理想气体还是真实气体, 混合气中任一组分B的 摩尔分数yB与总压力p 的乘积定义为该组分的分压力:
pB = yB p
功的符号: 系统得功, W > 0 ;系统作功, W <0 .
体积功的一般计算式:
W
V2 V1
pambdV
热(Q): 因系统与环境间未达到热平衡而传递的能量. 热的符号: 系统吸热, Q > 0 ;系统放热, Q < 0. 热的类型: 物质变温过程的热; 相变热; 化学反应热等.
• 故功和热不是系统性质, 不是状态函数！
热力学复习要点梳理与总结
热力学复习要点梳理与总结热力学是物理学中的重要分支，研究物质及其相互作用中所涉及的能量转化与传递规律。
为了更好地复习热力学知识，以下是热力学的核心要点进行梳理与总结。
一、热力学基本概念1. 热力学系统：指所研究的物质或物质的集合。
可以分为封闭系统、开放系统和孤立系统三种。
2. 热力学平衡：指热力学系统各个部分相互之间没有宏观可观测到的差别。
3. 热力学第零定律：当两个系统与第三个系统分别达到热力学平衡时，这两个系统之间也达到热力学平衡，它们之间的温度相等。
4. 热力学第一定律：能量守恒定律，系统的内能变化等于系统对外做功加热量的代数和。
5. 热力学第二定律：自发过程只会在熵增加的方向上进行。
二、热力学方程1. 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为气体常量，T表示气体的温度。
2. 等温过程：系统温度恒定，内能不变。
pV = 常数。
3. 绝热过程：系统与外界没有能量的交换，熵不变。
pV^γ = 常数，其中γ为气体的绝热指数。
4. 等容过程：系统体积恒定，内能变化全部转化为热量。
p/T = 常数。
5. 等压过程：系统压强恒定，内能变化全部转化为热量。
V/T = 常数。
6. 等焓过程：系统焓恒定，内能变化全部转化为热量。
Q = ΔH，其中Q表示吸热量，ΔH表示焓变化。
三、热力学循环1. 卡诺循环：由等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩、绝热压缩四个过程组成，是一个理想的热力学循环。
它能够以最高效率转换热能为功。
2. 斯特林循环：由等容膨胀、绝热膨胀、等容压缩、绝热压缩四个过程组成，可应用于制冷领域。
四、热力学熵1. 熵的定义：系统的无序程度。
dS = dQ/T，其中dS表示系统熵变，dQ表示系统吸热量，T表示系统温度。
2. 熵增原理：孤立系统熵不断增加，自发过程只能在熵增加的方向上进行。
3. 等温过程中熵变：ΔS = Q/T。
五、熵与热力学函数1. 熵与状态函数：熵是状态函数，只与初末状态有关，与过程无关。
《热学》期末复习用 各章习题+参考答案
(
29 × 10 3
)
485������
(4) 空气分子的碰撞频率为
√2������ ������
√2
6 02 × 10 × 22 4 × 10
3 3
×
(3
7 × 10−10)
× 485
(5) 空气分子的平均自由程为
7 9 × 109
������
485 7 9 × 109
6 1 × 10 8������
(������ + ������ )������������ ������ ������������ + ������ ������������
(4)
联立方程(1)(2)(3)(4)解得
������ + ������
������
2
������ ������ ������ (������ ������ + ������ ������ ) (������ + ������ )
������ (������ + ∆������) ������
������
������
(������ + ∆������) ������
������
ln
������������ ������
ln ������
������ + ∆������
ln
Hale Waihona Puke 133 101000ln
2
2
+
20 400
269
因此经过 69 × 60 40 后才能使容器内的压强由 0.101MPa 降为 133Pa.
1-7 (秦允豪 1.3.6) 一抽气机转速������ 400������ ∙ ������������������ ,抽气机每分钟能抽出气体20������.设 容器的容积������ 2 0������,问经过多长时间后才能使容器内的压强由 0.101MPa 降为 133Pa.设抽 气过程中温度始终不变.
热力学第一定律复习
所以上述两过程 W≈0
20112011-4-2
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3、相变化
（2）有气体参加的过程 例:蒸发 B（l）→ B（g）
定温、定压，W’ =0 时 可逆相变 定温、定压，
Q p =∆ g H l
W = − p∆V = − p (Vg − Vl ) ≈ − pVg ≈ −nRT
20112011-4-2
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13/46 13/46
3、相变化
可逆相变
气液间可逆相变（ 气液间可逆相变（恒T、P）P是液体在T时的饱和蒸汽压。 可逆相变 是液体在T时的饱和蒸汽压。 气固间可逆相变 可逆相变（ 是固体在T时的饱和蒸汽压。 气固间可逆相变（恒T、P）P是固体在T时的饱和蒸汽压。 固液间可逆相变 可逆相变（ 是固体在P时的熔点。 固液间可逆相变（恒T、P）T是固体在P时的熔点。
∆U = Q + W ≈∆ g H − nRT l
[一般在大气压及其平衡温度下的相变（可逆相变） 一般在大气压及其平衡温度下的相变（可逆相变） 焓数据可查文献，是基础热数据， 焓数据可查文献，是基础热数据，其与压力关系不 因此不标明压力] 大，因此不标明压力]
20112011-4-2 祝大家学习愉快，天天进步！ 祝大家学习愉快，天天进步！ 12/46 12/46
由热力学稳定单质生 （6） 标准摩尔生成焓：一定温度下由热力学稳定单质生 ） 标准摩尔生成焓：一定温度下由热力学稳定单质 的物质B的标准摩尔反应焓 的物质 的标准摩尔反应焓， 成化学计量数 νB=1的物质 的标准摩尔反应焓，称为物质 B在该温度下的标准摩尔生成焓。 ∆f H m ( B )表示 在该温度下的标准摩尔生成焓 在该温度下的标准摩尔生成焓。 没有规定温度， 时的数据有表可查。 1）没有规定温度，一般298.15 K时的数据有表可查。 3）由定义可知：稳定态单质的 ∆f Hm ( B) = 0 稳定态单质的 （6） 标准摩尔燃烧焓:一定 标准摩尔燃烧焓:一定温度下， 1mol物质 B 与 氧气进行完全燃烧反应，生成规定的燃烧产物时的 标准摩尔反应焓，称为B在该温度下的标准摩尔燃烧 焓。 ∆ Hm ( B) 表示.单位：J mol-1 c
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内容提要
卡诺定理 克劳修斯熵 Q T 2 1.卡诺 1 1 2 Q T 定理 1 1 2.克劳修斯 不等式 3.熵增加原理
dQ T 0
大学物理学(第4版)
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七
( 不可逆机 ) （可逆机）
( 不可逆循环 ) （可逆循环）
S SS 0 B A
孤立系统不可逆过程
a
d V
O
第7章 气体动理论基础
内容提要
大学物理学(第4版)
补充例题 o 一卡诺热机的低温热源温度为7 C ，效率为30%，若要 其效率提高到50%，问高温热源的温度需提高多少？ 补充例题 如图所示：abcda为1mol单原子分子理想气体的循环 过程，求：气体循环一次从外界共吸收的热量。
5 p ( 10 Pa )
两个准静态等温过程
大学物理学(第4版)
14
卡诺循环
两个准静态绝热过程
组成
六
V 3 T ln 2 Q V 2 4 1 1 V Q 2 1 T ln 1 V 1
热力学第二定律
卡诺热机效率
T T 2 T 1 2 1 卡 T T 1 1
1.开尔文表述：不可能制成一种循环动作的热机， 它只从一个单一温度的热源吸取热量，并使其全部 变为有用功，而不引起其他变化. 2.克劳修斯表述：热量不可能自动地由低温物体传 向高温物体.
第7章 气体动理论基础
内容提要
大学物理学(第4版)
P262--8.11 如题8.11图所示，一系统由状态a沿acb到达状态b的过 程中，有350 J热量传入系统，而系统做功126 J． (1) 若沿adb时，系统做功42 J，问有多少热量传入系 统? (2) 若系统由状态b沿曲线ba返回状态a时，外界对系统 做功为84 J，试问系统是吸热还是放热?热量传递是 P c b 多少?
2
判断 1.最概然速率就是麦克斯韦速率分布函数的最大值。 2.温度是大量分子无规则运动的集体表现，是一个统 计概念，对个别分子无意义。
第7章 气体动理论基础
内容提要
大学物理学(第4版)
P216--7.1（2） 一瓶氦气和一瓶氮气的分子数密度相同，分子平均平 动动能相同，而且都处于平衡状态，则它们的 (A) 温度相同、压强相同． (B) 温度、压强都不相同． (C) 温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强． (D) 温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强 P216--7.1（3） 在标准状态下，氧气和氦气体积比为V1 /V2=1/2，都视 为刚性分子理想气体，则其内能之比E1 / E2为: (A) 3 / 10． (B) 1 / 2． (C) 5 / 6． (D) 5 / 3．
第7章 气体动理论基础
内容提要
大学物理学(第4版)
P260--8.1（2） 热力学第一定律表明： ［ ］ (A) 系统对外做的功不可能大于系统从外界吸收的热 量． (B) 系统内能的增量等于系统从外界吸收的热量． (C) 不可能存在这样的循环过程，在此循环过程中， 外界对系统做的功不等于系统传给外界的热量． (D) 热机的效率不可能等于1． P260--8.2（3） 一理想卡诺热机在温度为300K和400K的两个热源之间 工作。若把高温热源温度提高100K，则其效率可提 高为原来的 ( )倍；若把低温热源温度降低100K， 则其逆循环的制冷系数将降低为原来的（ ）倍.
MV 2 M p 1 3.等温过程 Q R T l n R T l n T M V p m o l 1 M m o l 2
三 气体的摩尔热容
i C V R 2
3. 比热容比
C R p V 2. 定压 C
i 2 i
1. 定容
第7章 气体动理论基础
内容提要
四 绝 气体对外做功: 热 方 V M 2 d V C ( T T ) 程 V 2 1 p
内容提要
大学物理学(第4版)
1
第七章
气体动理论
一.平衡态 温度 理想气体状态方程 1. 系统和外界、宏观和微观 2. 平衡态: 在不受外界影响的条件下, 一个系统 的宏观性质不随时间改变的状态 .
3. 热力学第零定律:如果两个系统分别与第三个系 统的同一平衡态达到热平衡，那么，这两个系统彼此也 处于热平衡.
2 1
0
第7章 气体动理论基础
b
c
a
d
2
3
3 3 V ( 10 m )
内容提要
大学物理学(第4版)
P262--8.12 1mol单原子理想气体从300K加热到350K，问在下列两 过程中吸收了多少热量?增加了多少内能?对外做了 多少功? (1) 容积保持不变； (2) 压力保持不变。
第7章 气体动理论基础
理想气体状态方程
第7章 气体动理论基础
M p V R T M m o l
内容提要
大学物理学(第4版)
理想气体状态方程
一理想气体状态方程(1) (克拉珀龙方程) m PV RT M 式中： R：普适气体恒量（摩尔气体恒量）
1 1 R 8.31 J mol K
M：气体的摩尔质量（每摩尔物质的质量）。 3 M 分子量 10 / mol
第7章 气体动理论基础
内容提要
二 理想气体的压强公式 理想气体的分子模型为：
分子可以看作质点 除碰撞外，分子力可以略去不计 分子间的碰撞是完全弹性碰撞
大学物理学(第4版)
4
分子平均平动动能
1 2 w m v 2
理想气体状态方程
第7章 气体动理论基础
2 p nw 3
内容提要
压强的物理意义 统计关系式
第7章 气体动理论基础
内容提要
大学物理学(第4版)
10
第八章
一 内能 功和热量
热力学基础
准静态过程
1.理想气体内能：对给定的理想气体，它的内能 仅是温度的单值函数. i
E R T 2
2. 准静态过程 从一个平衡态到另一平衡态所经 准静态过程在平衡态 p –V 图上可用一条曲线来表示
3.体积功的计算
V 1
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12
绝热过程
pV恒量
T V 恒量
恒量 pT
1
M m o l
1
五
循环过程 卡诺循环 热机效率 致冷系数
W 输 出 功 净 Q 2 1 吸 收 的 热 量 Q Q 1 1
Q Q 从 低 温 处 吸 取 的 热 量 2 2 e 外 界 对 工 质 做 净 功 大 小 Q Q W 1 2 净
m ：气体的质量。
说明： 1. 方程成立条件：理想气体，平衡态。 2. 方程为实验规律。
第7章 气体动理论基础源自内容提要 二、几个常量 1.摩尔质量M (每摩尔物质的质量) 单位： kg·mol1
大学物理学(第4版)
3 M 分子量 10 / mol
氧气(O2)：M = 32 103；氢气(H2)：M = 2 103；
第7章 气体动理论基础
内容提要
三个统计值 1. 最概然速率
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8
2 k T R T v 1 . 4 1 p m M m o l
2. 平均速率
3. 方均根速率
8 k T 8 R T R T v 1 . 6 0 π m M M m o l m o l
3 k T 3 R T R T v 1 . 7 3 mM M m o l m o l
W d pV
V 1
V 2
第7章 气体动理论基础
内容提要
二 热力学第一定律 准静态过程 1.等体过程 2.等压过程
大学物理学(第4版)
11
Q E d V p
V 1
V 2
Q E E E V 2 1
M Q E p ( V V ) E E R ( T T ) p 21 2 1 21 M m o l
气体分子的方均根速率
2 v
3 k T 3 R T m M m o l
四 能量均分定理 理想气体的内能 气体处于平衡态时，分子的任何一个自由度的平均 动能都相等，均为 1 kT ，这就是能量按自由度均 2 分定理.
第7章 气体动理论基础
内容提要
分子的平均能量 质量为 M 理想气体的内能
大学物理学(第4版)
等温
m V m V 2 ln RT ln 2 C RT T 常量 PV M V V 1 M 1
1 V T C d Q 0 1 pV C 2
0
绝热
0
p V p V 1 1 2 2 m C ( T T ) V , m 2 1 1 M
第7章 气体动理论基础
内容提要
氮气(N2)：M = 28 103；氩气(Ar)：M = 40 103。 m 2. 摩尔数 ν ν M ν N (常用) NA 3. 阿伏伽德罗常数 NA ——1mol 任何气体所含分子数。 NA=6.021023 mol1
R 4.玻耳兹曼常量 K k 1 k =R NA=1.381023 J·K N A
孤立系统可逆过程
S 0 S 0
孤立系统中所发生的一切不可逆过程的熵总是 增加，可逆过程熵不变。
第7章 气体动理论基础
大学物理学(第4版)
2 p nw 3
宏观可测量量 分子平均平动动能
微观量的统计平均值
1 2 w m v 2
压强是大量分子对时间、对面积的统计平均结果 .
第7章 气体动理论基础
内容提要
三 温度的统计解释
大学物理学(第4版)
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理想气体状态方程