热学八
八年级物理关于热的知识点
八年级物理关于热的知识点热的概念及热学基本定理热是物质的一种内在的物态，表现为物体内部分子的运动状态。
当物体的分子运动速度越快时，物体的温度就越高，即热量增加。
热学基本定理有三条：1.热量可以从高温物体流向低温物体，直到两个物体温度相等；2.热量的传递方式有三种：传导、传热、辐射；3.热力学第一定律：能量守恒，即热量和功都可以转化为其他形式的能量，但能量总量不变。
传热的三种方式传导是指物体内部热量的传递，通常是通过固体的振动来实现的。
传导能力与物体的导热系数、横截面积和温度差有关。
传热是指物质内部分子运动时的传递，通常是通过流体或气体的对流来实现的。
传热量与流体的物理性质、流速和温度差有关。
辐射是指物体内部分子热运动时辐射出来的热能，可以在真空中传播，不受介质的影响，传热量与物体的温度、表面性质和波长有关。
热容和热传导实验热容是指物体受热时吸收热量的量，通常用比热容标记。
热容与物质的种类和温度有关，可以通过实验测量得出。
热传导是指物质内部热量的传递和分布，其速度可以用热导率来表示。
热传导速度与材料种类、温度和材料的形状等有关。
可以通过实验测量得出物质的热导率。
热膨胀和热力学第二定律热膨胀是指物体受热时体积扩大的现象，其实际表现为物体的长度、面积和体积等发生变化。
热膨胀量与物体的材料、温度和扩张的长度等有关。
热力学第二定律指出，在孤立系统中，热量不会自行从低温物体转移到高温物体。
这意味着热量只能从高温物体流向低温物体，而不能反向流动。
热功学热功学是指在热质量和物质过程之间的相互关系，其中包括准静态过程、热机、热泵和热机械等。
准静态过程是指物质经过一系列准静态变化后达到稳态的过程。
热机是指将热能转化为功的设备，例如汽车发动机。
热泵是指用少量的外界能量移动热量，常用于制冷和空调等。
热机械是指通过热力学原理来设计和制造的机械设备，例如蒸汽机。
第八章热力学定律
第八章热力学定律本章学习提要1．理解热力学第一定律，知道热力学第一定律反映了系统内能的变化和系统通过做功及传热过程与外界交换的能量之间的关系。
初步会用热力学第一定律分析理想气体的一些过程，以及生活和生产中的实际问题。
2．知道热力学第二定律的表述。
知道熵是描写系统无序程度的物理量。
热力学的两个基本定律是能量守恒定律和热力学第一定律。
热力学第二定律表述了热力学过程的不可逆性，即孤立系统自发地朝着热力学平衡方向——最大熵状态——演化。
这两个定律都是通过对自然界和生活、生产实际的观察、思考、分析、实验而得到的，这也是我们学习这两条基本定律应采取的方法。
人类的进步是与对蕴藏在物质内部能量的认识和利用密切相关的。
热力学定律为更好地设计和制造热机、更好地开发和利用能源指明了方向。
随着生产和科学实践的发展，人们逐步领悟到有效利用能源的意义，懂得遵循科学规律的重要性，从而更自觉地抵制违背科学规律的行为。
A 热力学第一定律一、学习要求理解热力学第一定律。
初步会用热力学第一定律分析理想气体的一些过程，以及生活和生产中的实际问题。
我们应聚焦于热力学第一定律的构建过程，理解它既包括内能的转换，也遵循能量守恒定律。
这一定律是通过对自然界以及生活和生产实际的深入观察、思考、分析和实验而得出的自然界中最基本、最普遍的定律之一。
通过学习热力学第一定律，我们能体会到它在科学史上的重要地位，并感受到它对技术进步和社会发展的巨大影响。
二、要点辨析1．热力学第一定律的含义和表式热力学第一定律涉及到能量的转化和能量守恒两个方面。
内能是物质内部大量微观粒子无序热运动所具有的能量形式。
一个物质系统的内能变化是由它与外部环境进行能量交换的结果，而这种能量交换可以通过两种方式实现：做功和热传递。
热力学第一定律揭示了系统内能变化(ΔU)与系统与外部环境交换的功(W)和热量(Q)之间的定量关系。
ΔU＝Q＋W。
2．应用热力学第一定律解题时，要注意各物理量正、负号的含义当热力学第一定律表示为ΔU＝Q＋W时，ΔU为正值，表示系统内能增加；负值表示系统内能减小。
传热学-第八章
X1, 2
X1, 2i
i 1
n
值得注意的是，上图中的表面2对表面1的角系数不存在上述 的可加性。
1, 2 1, 2 A 1, 2 B A1 Eb1 X 1, 2 A1 Eb1 X 1, 2 A A1 Eb1 X 1, 2 B X 1, 2 X 1, 2 A X 1, 2 B
2.
角系数性质
根据角系数的定义和诸解析式，可导出角系数的代数性质。
(1) 相对性
由式(8-2a)和(8-2b)可以看出
X d1, d 2
Lb1 cos1dA1d dA2 cos1 cos2 Eb1dA1 r2
dA1 cos1 cos2 X d 2, d 1 2 r
dA1 X d 1, d 2 dA2 X d 2, d1
图8-8
两个物体组成的辐射换热系统
于是有
Eb1 Eb 2 1, 2 1 1 1 2 1 1 A1 A X 1, 2 2 A2 1 A1 ( Eb1 Eb 2 ) 1, 2 A1 1 1 1 1 1 1 X 1, 2 A2 2
or
1 则被称为表面 A
表面辐射热阻见图8-9所示，可 见，每一个表面都有一个表面 辐射热阻。 对于黑表面， ＝ 1 Rr ＝ 0 即，黑体的表面热阻等于零。
Eb
1 A
图8-9
J1
表面辐射热阻
又根据上节中的公式(d) 1, 2 A J1 X 1, 2 A2 J 2 X 2,1 1 以及角系数相对性？
传热学-第八章
2. 传热学与工程热力学的关系
(1) 热力学 + 传热学 = 热科学(Thermal Science)
关心的是热量传 递的过程，即热 量传递的速率。
铁块, M1 300oC
系统从一个平衡态到 另一个平衡态的过程 中传递热量的多少。
热力学： tm
Φ
传热学： t ( x, y, z , )
Φ f ( )
空间飞行器重返大气层冷却；超高音速飞行器 （Ma=10）冷却；核热火箭、电火箭；微型火箭（电 火箭、化学火箭）；太阳能高空无人飞机
b c d
微电子： 电子芯片冷却 生物医学：肿瘤高温热疗；生物芯片；组织与器 官的冷冻保存 军 事：飞机、坦克；激光武器；弹药贮存
e
f
制
冷：跨临界二氧化碳汽车空调/热泵；高温
G.
B.
J.
Fourier , 1822 年）
F. B. Jaeger/ M.
Riemann/ H. S. Jakob
Carslaw/ J.
对流换热 （Convection heat transfer） 不可压缩流动方程 （M.Navier,1823年) 流体流动Navier-Stokes基本方程 (G.G.Stokes,1845年） 雷诺数(O.Reynolds,1880年） 自然对流的理论解（L.Lorentz, 1881年） 管内换热的理论解（L.Graetz, 1885年；W.Nusselt,1916 年） 凝结换热理论解 （W.Nusselt, 1916年） 强制对流与自然对流无量纲数的原则关系 （W.Nusselt,1909年/1915年） 流体边界层概念 （L.Prandtl, 1904年） 热边界层概念 （E.Pohlhausen, 1921年） 湍流计算模型 （L.Prandtl,1925年；Th.Von Karman, 1939年；R.C. Martinelli, 1947年）
传热学第八章
华北电力大学
刘彦丰
Lλ , 0
体层的单色穿透比，所以
τ (λ, s) = Lλ,s / Lλ,0 = e−kλs
Lλ , x
Lλ ,s
x dx
s
α (λ, s) = 1−τ (λ, s) = 1− e−kλs
根据基尔霍夫定律，还可以得到光谱发射率等于
光谱吸收比
ε (λ, s) = α (λ, s) = 1− e−kλs
传热学 Heat Transfer
§8-1 角系数的定义、性质和计算
一、角系数的定义
两个表面的辐射换热
量与两个表面之间的相
对位置有很大关系。如 图所示：
我们把从表面1发出
表面1
表面2
的辐射能中落到表面2上
的百分数,称为表面1对 表面2的角系数,记为X1,2
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传热学 Heat Transfer
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3、代数法
传热学 Heat Transfer
利用角系数的相对性、完整性及可加性来获得 角系数的方法。
1 2
表面2
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表面1
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传热学 Heat Transfer
X1,2 X 2,1
+ +
X1,3 X 2,3
=1 =1
完整性
X 3,1
+
X3,2
=1
A1 X 1,2 A1 X 1,3
=
A1 X1,2 (Eb1
−
Eb2 )
=
Eb1
− Eb2 1
A1 X1,2
热力学答案8
∑
1 e
1 ⎡ ℏ nxω x + n yω y + n zω z ⎤ ⎦ kT ⎣
(
)
, −1
（6）
或
N=
nx , n y , nz
∑
1 e
nx + n y + nz
−1
,
（7）
其中
在
ℏωi 可以将 ni 看作连续变量而将式 （7） 的求和用积分代替. 注 << 1 的情形下， kTc
kh da
后 课
第八章 玻色统计和费米统计
8.1 试证明，对于玻色或费米统计，玻耳兹曼关系成立，即
S = klnΩ.
解: 对于理想费米系统，与分布 {al } 相应的系统的微观状态数为（式 （6.5.4） ）
l
取对数，并应用斯特令近似公式，得（式（6.7.7） ）
l
lnΩ = ∑ ⎡ ⎣ωl ln ωl − al ln al − ( ωl − al ) ln ( ωl − al ) ⎤ ⎦.
⎛ kT ⎞ N = 1.202 × ⎜ c ⎟ , ⎝ ℏω ⎠
3
3
其中 ω = (ω xω yωz )3 . 温度为 T 时凝聚在基态的原子数 N 0 与总原子数 N 之比为
⎛T ⎞ N0 = 1− ⎜ ⎟ . N ⎝ Tc ⎠
3
1
解: 约束在磁光陷阱中的原子，在三维谐振势场中运动，其能量可表达 为
∑ω ~ ∑
l s
,
上式可改写为
S F.D. = −k ∑ ⎡ ⎣ f s ln f s + (1 − f s ) ln (1 − f s ) ⎤ ⎦.
s
160
co m
传热学第八章辐射换热的计算
02
辐射换热的计算方法
辐射换热的基本公式
斯蒂芬-玻尔兹曼方程
描述了物体在任意温度下的辐射功率，是辐射换热的基本公式。
辐射力方程
表示物体发射和吸收的辐射能与物体表面温度和周围环境温度之间 的关系。
辐射传递方程
表示在给定温度和光谱发射率下，物体表面发射和吸收的辐射能与 物体表面温度之间的关系。
辐射换热的角系数法
表面传热系数的计算方法
通过实验测定或经验公式计算表面传热系数， 需要考虑表面粗糙度和涂层的影响。
表面传热系数的应用
适用于简化模型或近似计算中的辐射换热计算。
辐射换热的积分方程法
积分方程的建立
根据斯蒂芬-玻尔兹曼方程和边界条件建立积分方程。
积分方程的求解方法
采用数值方法求解积分方程，如有限元法、有限差分 法等。
太阳能利用
通过优化太阳能集热器的设计，提高太阳能辐射的吸收和 转换效率，降低太阳能利用成本，有助于减少化石能源的 消耗和碳排放。
05
辐射换热的发展趋势与展 望
新型材料的辐射换热特性研究
总结词
随着科技的发展，新型材料不断涌现，对新型材料的辐射换热特性研究成为当 前热点。
详细描述
新型材料如碳纳米管、石墨烯等具有独特的物理和化学性质，其辐射换热特性 与传统材料有所不同。研究这些新型材料的辐射换热特性有助于发现新的传热 机制，提高传热效率。
感谢观看
THANKS
传热学第八章辐射 换热的计算
目 录
• 辐射换热的基本概念 • 辐射换热的计算方法 • 辐射换热的实际应用 • 辐射换热的优化与控制 • 辐射换热的发展趋势与展望
01
辐射换热的基本概念
定义与特性
定义
八年级热学知识点
八年级热学知识点在初中物理学习中，热学是一个重要的知识点。
热学是研究热现象和热运动的学科，以热力学为主要内容。
以下是八年级热学的知识点介绍。
一、热量和温度热量是物体间由于温度差异产生的能量转移，是一种能量形式，单位为焦耳(J)。
而温度是物体分子运动所带来的一种物理量，通常用摄氏度（℃）或开尔文(K)来表示。
理解热量和温度的区别和联系是热学学习的基础。
二、热传递方式热传递有三种方式：导热、对流和辐射。
导热是指物体内部分子的热运动，通过传导热量传递。
对流是流体（气体或液体）内部分子的热运动所产生的热传递。
辐射是通过电磁波的辐射传递热量。
热传递方式的了解有助于对工业制冷、城市省热、建筑绝热等问题的加深理解。
三、热容和热扩张热容是物体在温度变化时所需的热量变化与温度变化之比，通常用单位质量或单位摩尔物质的热容表示。
热扩张是物体由于温度变化而产生的体积、长度和面积变化。
两个概念都在热力学的许多问题中发挥重要作用。
四、热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律在热学上的具体表现，它描述了热能与其他形式的能量之间的相互转化关系。
根据热力学第一定律，宇宙中总能量守恒，能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总能量量不变。
五、热力学第二定律热力学第二定律描述了热力学过程的不可逆性，也就是说，自然界中热能总是从高温物体流向低温物体，不可能反向流动，从而产生的热能能量损失。
这使得热力学过程具有时间箭头，只能向着某一特定的方向进行。
六、热力学第三定律热力学第三定律指出，当温度趋近零度时，气体理论温标上物体的熵近似于零。
它为我们提供了一种理论上的极限，即理论温标永远不可能到达绝对零度。
这对我们的认识冰箱、制冷系统等高科技产物的功能起到了深刻的指导作用。
在初中物理学习过程中，八年级的热学知识非常重要，不仅奠定了更深入学习的基础，同时也有着实践应用上的广泛性。
以这些知识点为重心，更进一步去探究扩大学习，有望在更高层次上掌握科学知识，以推动未来的科学创新。
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河北昌黎一中一课一卷 命题人：赵向军 审题人：赵福新
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八、单元检测
姓名________班级________学号_______
一、选择题
1．根据分子动理论，下列关于气体的说法中正确的是 （ ）
A ．气体的温度越高，气体分子无规则运动越剧烈
B ．气体的压强越大，气体分子的平均动能越大
C ．气体分子的平均动能越大，气体的温度越高
D ．气体的体积越大，气体分子之间的相互作用力越大
2．如图，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中。
设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间相互作用，则被淹没的金属筒在缓慢下降过程中，筒内空气体积减小。
( )
A 从外界吸热
B 内能增大
C 向外界放热
D 内能减小
3．如图所示，密闭绝热容器内有一绝热的具有一定质量的活塞，活塞的上部封闭着理想 气体，下部为真空，活塞与器壁的摩擦不计。
置于真空中的轻弹簧的一端固定与容器的底 部，另一端固定在活塞上。
弹簧被压缩后用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为E P （弹簧处在 自然长度时的弹性势能为零）。
现使绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多次反复 后活塞静止，气体达到平衡态，经过此过程( ) A .气体的压强增大
B .相同时间内气体分子对活塞 的碰撞次数增大
C .E P 全部转换成活塞的重力势 能和气体的内能
D .
E P 一部分转换成活塞的重力
势能，一部分转换为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
4．如图所示，直立容器内部有被隔板隔开的A 、B 两部分同种气体，A 的密度小，B 的密度大。
抽去隔板，加热气体使两部分气体均匀混合，设在此过程中气体吸热为Q ，气体内能增加了△E ，则( ) A ．△E ＝Q B ．△E ＜Q
C ．△E ＞Q
D ．无法比较
5.如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞。
用打气筒慢慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一定程度，这时读出温度计示数。
打开卡子，胶塞冲出容器口后（ ）
A ．温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少
B ．温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加
C ．温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少
D ．温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加 6.如图所示，一向右开口的汽缸放置在水平地面上，活塞可无摩擦移动且不漏气，汽缸中间位置有小挡板。
初始时，外界大气压p 0，活塞紧压小挡板处，现缓慢升高缸内气体温度，则下列p －T 图像可能正确反应缸内气体压强变化情况的是( )
6 7 16。