第二章 基本原理和定理
物理化学第2章 热力学第二定律
§3.7 熵变的计算
一、单纯状态变化过程
1. 等温过程 2.变温过程
S QR T
①等容变温过程
S T2 Qr T2 nCp,mdT
T T1
T1
T
nC
p,m
ln
T2 T1
②等压变温过程
S T2 Qr T T1
T2 nCV ,mdT
T1
T
nCV
,m
ln
T2 T1
U3 0
p
W3
nRTc
ln V4 V3
A(p1,V1,Th )
B(p2,V2,Th )
Th
Qc W3
D(p4,V4,TC )
C(p3,V3,TC )
Tc
环境对系统所作功如 DC曲线下的面积所示
a db
c
V
过程4：绝热可逆压缩 D( p4,V4,TC ) A( p1,V1,Th )
Q4 0
p
用一闭合曲线代表任意可逆循环。 在曲线上任意取A，B两点，把循环分成AB和 BA两个可逆过程。 根据任意可逆循环热温商的公式：
δ Q
T R
0
将上式分成两项的加和
B Q
( AT
)R1
A Q
( BT
)R2
0
移项得：
B A
(
Q T
)R1
B A
(
Q T
)R
2
说明任意可逆过程的热温商的值决定于始终 状态，而与可逆途径无关，这个热温商具有状态 函数的性质。
所以Clausius 不等式为
dS 0
等号表示绝热可逆过程，不等号表示绝热不
可逆过程。
熵增加原理可表述为：
第二章 供给和需求的基本原理
（六）相关物品的价格 1、替代品（Substitutes）：一种物品 价格上升引起另一种物品需求增加的两种物 品； 2、互补品（Complements）：一种物 品价格上升引起另一种物品需求减少的两种 物品。 （七）对未来的预期：价格预期、收入预期
讨论：私家车越来越多，原因何在？
四、需求表与需求曲线 （一）需求函数 是表示一种商品的需求量与影响该需求数 量的各种因素之间的相互关系。 （二）价格的需求函数 表示一种商品的需求量与该商品价格之间 存在的一一对应的关系。
Q1
Q2 Q
供给与需求同增
结论：需求、供给同时增加，会带来均衡数 量的增加，但均衡价格不确定。
2、需求、供给同时减少(自己画) 需求、供给同时减少，会带来均衡数量的减 少，但均衡价格不确定。
3、供给增加、需求减少（春装上市）
P D2 P1 D1 S1
S2
P D2 P1
D1
S1
S2
P2
0 Q2 Q1 Q
供求定理
在其他条件不变的情况下，需求变动会引起 均衡价格和均衡数量同方向变动；供给变动会 引起均衡价格反方向变动，均衡数量同方向变 动。
（三）需求供给都变动的影响
1、需求、供给同时增加（情人节鲜花销售）
P D1 P2 P1 Q D2 P S1 S2 P1 P2 D2 D1 S1 S2
0
Q1
Q2
0
（四）生产技术 在价格不变的情况下，技术提高，成本下降， 单位利润增加，所以企业供给就会提高。 （五）预期 预期该行业前景比较好，则会扩大规模。 （六）供给者数量 供给者数量多，则供给增加；反之，则减少。 （七）政府政策 政府鼓励，则供给增加；限制，则供给减 少。
四、供给表与供给曲线 （一）供给函数：表示商品的供给量与价格之间 存在一一对应的关系。 （二）供给表：表示一种商品价格与供应量之间 一一对应关系的数字序列表； （三）供给曲线： 1、定义 表示一种商品价格与供给量之间一一对应关系 的图形。
大学物理第二章习题质点力学的基本规律 守恒定律
基本要求
掌握经典力学的基本原理及会应用其分析和处理质点动力学问题，理 解力学量的单位和量纲。掌握动量、冲量、动量定理，动量守恒定律。并 能分析和计算二维平面简单力学问题。理解惯性系概念及经典力学的基本 原理的适用范围。掌握功与功率、动能、势能（重力势能、弹性势能、引 力势能）概念，动能定理、功能原理、机械能守恒定律。
教学基本内容、基本公式
1.牛顿定律
解牛顿定律的问题可分为两类： 第一类是已知质点的运动，求作用于质点的力； 第二类是已知作用于质点的力，求质点的运动.
2.基本定理 动量定理
动能定理
I
t2 t1
F (t )dt
mv
mv0
A12
2
F
(r)
dr
1
1 2
mv
2 2
1 2
解：根据牛顿第二定律
f
k x2
m dv dt
m dv d x dx dt
mv
dv dx
k x2
mv
dv dx
v
dv
k
dx mx2
v
v
0
dv
A/4
A
k mx2
d
x
1v2 k (4 1) 3 k 2 m A A mA
另解：根据动能定理
v 6k /(mA)
(2)写出初末态系统的动量
t 时刻水平方向动量
dm m
t+dt时刻水平方向动量
O
x
(3)求出系统水平方向动量的增量
第二章：弹性力学基本理论及变分原理
第二章 弹性力学基本理论及变分原理弹性力学是固体力学的一个分支。
它研究弹性体在外力或其他因素（如温度变化）作用下产生的应力、应变和位移，并为各种结构或其构件的强度、刚度和稳定性等的计算提供必要的理论基础和计算方法。
本章将介绍弹性力学的基本方程及有关的变分原理。
§2.1小位移变形弹性力学的基本方程和变分原理在结构数值分析中，经常用到弹性力学中的定解问题及与之等效的变分原理。
现将它们连同相应的矩阵形式的张量表达式综合引述于后，详细推导可参阅有关的书籍。
§2.1.1弹性力学的基本方程的矩阵形式弹性体在载荷作用下，体内任意一点的应力状态可由6个应力分量表示，它们的矩阵表示称为应力列阵或应力向量111213141516222324252633343536444546555666x x y y z z xy xy yz yz zx zx D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D σεσεσετγτγτγ⎧⎫⎡⎤⎧⎫⎪⎪⎢⎥⎪⎪⎪⎪⎢⎥⎪⎪⎪⎪⎢⎥⎪⎪⎪⎪⎪⎪=⎢⎥⎨⎬⎨⎬⎢⎥⎪⎪⎪⎪⎢⎥⎪⎪⎪⎪⎢⎥⎪⎪⎪⎪⎢⎥⎪⎪⎪⎪⎩⎭⎣⎦⎩⎭ (2.1.1) 弹性体在载荷作用下，将产生位移和变形，弹性体内任意一点位移可用3个位移分量表示，它们的矩阵形式为[]T u u v u v w w ⎧⎫⎪⎪==⎨⎬⎪⎪⎩⎭(2.1.2)弹性体内任意一点的应变，可由6个应变分量表示，应变的矩阵形式为x y Tz xy z xy yz zx xy yz zx εεεσεεεγγγγγγ⎧⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎡⎤==⎨⎬⎣⎦⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎭(2.1.3)对于三维问题，弹性力学的基本方程可写成如下形式 1 平衡方程0xy x zx x f x y z τστ∂∂∂+++=∂∂∂ 0xy y zy y f xyzτστ∂∂∂+++=∂∂∂0yz zx zz f x y zττσ∂∂∂+++=∂∂∂ x f 、y f 和z f 为单位体积的体积力在x 、y 、z 方向的分量。
第二章、变分原理及应用
(2.1.4)
因为 ij 是任意的，所以(2.1.4)成立的充要条件是
0 ij
i (1, 2,...., n), j (1, 2,...., m)
(2.1.5)
(2.1.5)式的方程数量与待定参数 α 的数量相等，用于求解 α 各元素。这种方法称里兹(Litz)法。里兹 法和迦辽金法是连续介质问题中最经典、最常用、最著名的两种数值方法。 如果泛函 中 E 和 F 微分算子对 u 和它导数的最高次方为二次， 则称泛函 为二次泛函， 大量 工程与物理问题泛函都属于二次泛函。对于二次泛函(2.1.1)的近似解是参数 α 的二次多项式，可写成 1 (2.1.6) αT Kα Pα 2 其驻值 其中
利用虚应变
Ω
fi ui dΩ
Γ
pi ui dΓ ij ij dΩ
Ω
(2.3.4)
ij ( ui ' j u j 'i ) / 2
1
(2.3.5)
以及应力张量的对称性、散度定理（Green 公式）和分部积分，对(2.3.4)式的右边积分作如下变换
Ω
而对于非线弹性材料，两者并不相等，只是对全功 W ij ij 是互余关系。
(2.3.3)
3.2 虚位移（虚功）原理
虚功原理或虚位移原理： 外力在虚位移所做的功 （虚功） 等于物体内部应力在虚应变上所做的功， 其中虚位移指的是在物体几何约束所允许位移的任意微小量 ui 。 把虚功原理应用到固体力学中可得
4
所以余应力原理或最小余能原理与几何协调条件和位移边界条件等效。 在以上推导中应用了小变 形假定，从而得出的是小变形条件下的几何方程。如果采用虚应力原理作为数值解法中的等效积分形 式，则平衡方程和应力边界条件是它的约束条件，而几何方程和位移边界条件是近似得到满足。
新高一数学第二章知识点
新高一数学第二章知识点在新高一的数学学习中，第二章是一个重要的章节，主要涉及数学的基础知识和技巧。
本文将为您详细介绍新高一数学第二章的知识点。
一、集合与运算1. 集合的概念：集合是由一些确定的对象构成的整体。
2. 集合的表示方法：列举法和描述法。
3. 集合的运算：并集、交集、差集和补集。
4. 集合的基本性质：幂集、子集、空集等。
二、函数与映射1. 函数的概念：函数是一种对应关系，每一个自变量对应唯一的函数值。
2. 函数的表示方法：用公式、图像、表格等方式表示函数。
3. 函数的性质：奇偶性、单调性、周期性等。
4. 函数之间的运算：加减乘除、复合函数等。
5. 映射的概念：将一个集合中的元素对应到另一个集合中的元素。
三、数列与数列极限1. 数列的概念：是按照一定规律排列的一系列数。
2. 数列的通项与前n项和：用递推公式表示数列的通项，用求和公式表示数列的前n项和。
3. 数列的极限：数列随着项数的增加而趋于某个确定的值，称为数列的极限。
4. 数列的收敛性与发散性：如果数列的极限存在，则数列收敛；如果数列的极限不存在，则数列发散。
四、三角函数与解三角形1. 三角函数的概念：正弦、余弦、正切等三角函数的定义和性质。
2. 三角函数的图像和周期：根据三角函数的周期和幅值可以绘制三角函数的图像。
3. 解三角形的基本原理：根据已知条件和三角函数的定义可以解出三角形的边长和角度。
五、空间几何1. 空间几何基本概念：点、直线、平面、向量等的定义和性质。
2. 空间几何的性质与定理：包括直线垂直、平行、点与直线的位置关系等。
3. 空间几何的运算：向量的加法、减法、数量积和向量积的定义和性质。
总结：新高一数学第二章主要讲解了集合与运算、函数与映射、数列与数列极限、三角函数与解三角形以及空间几何等知识点。
熟练掌握这些知识点，对于后续数学学习的深入和应用具有重要的基础作用。
希望同学们认真学习并练习，掌握好这些知识点，为日后的学习打下坚实的基础。
【推荐】电路原理基础：第二章 第四节 戴维南定理与诺顿定理
②对除源后的简单电阻电 路用串并联的方法求Ri ： Ri
8 8
24 24
3
9
＋
4V －
I
③由戴维南等效电路求I ：
9Ω
RL
I UOC R i RL
9 9
4
7
0.25A
4 11
0.2A
RL 7 RL 11
此解法简单
7
例2．求图(a)电路的最简等效电路。
2I1
1Ω
5Ω I a
1Ω
5Ω
+ 1- 2V
I1
I1
I1 10Ω
+
U
-
(a)
b
解法一：求UOC 、Ri
2I1
5Ω I a
5Ω
I1
+
U
10Ω -
b
(b)
① I =0 求UOC.（图a）
UUOOCC
10I1 5(2I1
I1 )
1
I1
12
U( IO1C22A0)V
②除源（受控源不得除去）求Ri（图b）
3、一步法：端口不能开路，不能短路； 二端网络不能除源。
11
注意点：
1、对端钮处等效，即对外电路等效。
2、含源一端口网络一定是线性网络。
3、外电路为任意（线性、非线性、有源、无源、支 路或部分网络均可）。
4、开路电压uoc与端电压u不同，要注意等效电压源 uoc的参考极性。
5、若含源一端口网络NS内具有受控源时，这些受控 源只能受NS内部（包括端口）有关电压或电流控 制，而NS内部的电压或电流也不能作为外电路中 受控源的控制量。即NS与外电路之间一般应没有 耦合关系。
大学物理化学 第二章 热力学第二定律学习指导及习题解答
3．熵可以合理地指定
Sm$
(0K)
0
，热力学能是否也可以指定
U
$ m
(0K)
0
呢？
答：按能斯特热定理，当温度趋于0K，即绝对零度时，凝聚系统中等温变化过
程的熵变趋于零，即
， 只要满足此式，我们就可以任意
选取物质在0K时的任意摩尔熵值作为参考值，显然 Sm$ (0K) 0 是一种最方便的
选择。但0K时反应的热力学能变化并不等于零，
（2）变温过程
A．等压变温过程 始态 A（p1,V1,T1） 终态 B（p 1,V2,T2）
S
T2
δQ R
T T1
T2 Cp d T T T1
Cp
ln
T2 T1
B．等容变温过程 始态 A（p1,V1,T1） 终态 B（p2,V1,T2）
S
T2
δQ R
T T1
C．绝热过程
T2 CV d T T T1
，所以不
能指定
U
$ m
(0K)
0
。
4．孤立系统从始态不可逆进行至终态S＞0，若从同一始态可逆进行至同
一终态时，则S＝0。这一说法是否正确？
答：不正确。熵是状态函数与变化的途径无关，故只要始态与终态一定S
必有定值，孤立系统中的不可逆过程S＞0，而可逆过程S＝0 是毋庸置疑的，
问题是孤立系统的可逆过程与不可逆过程若从同一始态出发是不可能达到相同
4．熵 （1）熵的定义式
dS δ QR T
或
S SB SA
B δ QR AT
注意，上述过程的热不是任意过程发生时，系统与环境交换的热量，而必须是在
可逆过程中系统与环境交换的热。
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第2章基本原理和定理
2.1亥姆霍兹定理
亥姆霍兹定理：任一个矢量场由其散度、旋度以及边界条件所确定，都可以表示为一个标量函数的梯度与一个矢量函数的旋度之和。
定理指出，由于闭合面S 保卫的体积V 中任一点R 处的矢量场Fr 可分为用一标量函数的梯度小时的无旋场和用另一个适量函数的旋度表示的无散场两部分，即为
F A Φ=-∇+∇⨯
而式中的变量函数和适量函数分别于体积V 中矢量场的散度源和旋度源，以及闭合面S 上矢量场的法向分量和切向分量。
1()1()d d 44V S V Φπ
π''''∇∙∙''=
-''--⎰⎰F r n F r S r r r r
1()1()d d 44V S V π
π''''∇⨯⨯''=
-''--⎰⎰F r n F r A S r r r r
2.2唯一性定理
惟一性定理：给定区域V 内的源（ρ、J ）分布的和场的初始条件以及区域V 的边界 S 上场的边界条件，则区域V 内的场分布是惟一的。
场、源；范围 —— 时间间隔、空间区域； 条件 —— 初始条件、边界条件。
有惟一解的条件：
（1）区域内源分布是确定的（有源或无源），与区域外的 源分布无关；
（2）初始时刻区域内的场分布是确定的； （3）边界面上或是确定的。
重要意义：
（1）指出了获得惟一解所需给定的条件；
（2）为各种求解场分布的方法提供了理论依据。
2.3镜像原理
镜像原理：等效源（镜像源）替代边界面的影响边值问题转换为无界空间问题；理论基础：惟一性定理
2.4等效原理
等效原理是基于唯一性定理建立的电磁场理论的另一个重要原理。
考察某一有界区域，如果该去云内的源分布不变，而在该区域之外有不同分布的源，只要在该区域的边界上同时满足同样的边界条件，根据唯一性定理，就可以在该规定区域内产生同样的场分布。
也就是说，在该区域外的这两种源的另一种源是另一种源的等效源。
基本思想：等效源替代真实源；
理论基础：惟一性定理。
1. 拉芙（Love）等效原理
将区域V1内的源和用分界面S上的等效源和来替代，且将区域V1内的场设为零，则区域V2内的场不会改变。
2Schelknoff 等效原理
（1）电壁＋磁流源
在紧贴分界面S的内侧设置电壁，则
J不产生辐射场，区域内V2 的场由
S
J产生。
2m
S
（2）磁壁＋电流源
在紧贴分界面S的内侧设置电壁，则m
J不产生辐射场，区域内V2 的场由
S
J产生。
2
S
感应定理：
在散射体表面上，数值等于入射场的切向分量的等效源在散射体内产生总场，在散射体外产生散射场。
即散射体对入射场的散射场等效于紧贴散射体表面的等效电流源和磁流源在散射体外所产生的场，此等效源由入射场的切向分量所确定。
感应定理与等效原理的比较： E 、H 为总场（未知）
i E 、i H 为入射场（已知） 2.5巴比涅原理
导电屏：带孔的无限大理想导电平面（S ∞） 导磁盘：有限大的理想导磁平面（A S ）
互补关系：导电屏与导磁盘互不重叠的构成一个完整的无 限大平面。
三组场： ,E H ——无屏时的场，即,i i ==E E H H ； ,e e E H ——有导电屏时的场，即、
,e i e s e i
e s =+=+E E E H H H
,m m E H ——有导磁盘时的场，即
,m i ms m i ms =+=+E E E H H H
结论：,e m i e m i +=+=E E E H H H
互易性—— 两组不同的源与场之间的影响与响应关系 互易定理的一般形式
a J 、m a J a →E 、a H
b J 、m b J b →E 、b H
条件：线形媒质，两组源：
结论：()()()()m m
a b b a a b b a a
b b a ∇∙⨯-∇∙⨯=∙-∙-∙-∙E H E H J E J E J H J H。