热力学定律知识点全面
热力学三大定律的文字表述及数学表达式
热力学三大定律的文字表述及数学表达式
热力学三大定律是关于热量传递的基本原则，具体表述如下：
1. 第一定律：能量守恒定律。
热力学第一定律表明，能量不会被创造也不会被消灭，只会从一种形式转化为另一种形式。
数学表达式为：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表示系统对外做的功。
2. 第二定律：熵增定律。
热力学第二定律表明，任何孤立系统在封闭过程中，其总熵会增加或保持不变，而不会减少。
数学表达式为：ΔS ≥ 0，其中ΔS表示系统熵的变化。
3. 第三定律：绝对熵定理。
热力学第三定律表明，在温度接近绝对零度时，任何物质的熵趋近于一个常数。
数学表达式为：lim S → 0 (T) = 0，其中S表示系统的熵，T表示系统的温度。
这三个定律是热力学研究的基础，并且在许多自然和工程过程中都具有重要的应用价值。
热力学 三大定律
热力学三大定律一、热力学第一定律1. 内容- 热力学第一定律也被称为能量守恒定律。
其表达式为ΔU = Q+W。
其中ΔU 表示系统内能的变化量，Q表示系统吸收的热量，W表示外界对系统做的功。
- 对于一个封闭系统（与外界没有物质交换，但可以有能量交换的系统），系统内能的增加等于它从外界吸收的热量与外界对它所做的功之和。
如果系统对外做功W为负，系统放出热量Q为负。
2. 实例理解- 以气缸中的气体为例，当对气缸中的气体加热（Q>0），同时活塞压缩气体（W>0）时，气体的内能ΔU增加。
例如在汽车发动机的压缩冲程中，活塞对混合气体做功，同时混合气体会有一定的热量交换，最终导致混合气体内能增加。
3. 历史发展- 焦耳通过大量精确的实验测定了热功当量，为能量守恒定律奠定了坚实的实验基础。
在焦耳之前，人们对热和功的关系认识模糊，焦耳的实验表明，机械功和热量之间存在着确定的转换关系，这一发现促使科学家们认识到能量在不同形式之间转换时总量保持不变。
二、热力学第二定律1. 克劳修斯表述- 热量不能自发地从低温物体传到高温物体。
例如，在一个孤立系统中，如果有两个温度不同的物体，热量只会从高温物体向低温物体传递，而不会自发地反向传递。
如果要使热量从低温物体传向高温物体，必须有外界的作用，如冰箱制冷，是通过压缩机做功（消耗电能）才实现热量从低温物体（冰箱内部）传向高温物体（冰箱外部环境）。
2. 开尔文表述- 不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响。
例如热机工作时，从高温热源吸收热量Q_1，一部分用于对外做功W，另一部分Q_2要释放到低温热源，不可能将吸收的热量Q_1全部转化为有用功W。
3. 熵的概念与第二定律的联系- 熵是用来描述系统混乱程度的物理量。
在一个孤立系统中，熵总是增加的，这是热力学第二定律的另一种表述形式。
例如，将一块方糖放入一杯水中，随着时间的推移，糖分子会均匀地扩散在水中，系统从相对有序（糖块和水分离）变为相对无序（糖分子均匀分布在水中），熵增加了。
热学基本知识点汇总
热学基本知识点汇总
热学基本知识点汇总
一、热学基本定律
1、牛顿冷却定律：物体放置在绝热环境中时，它的温度随时间而逐渐下降，当它达到环境温度时，就不再降低了。
2、热力守恒定律：总的热能在物理、化学反应过程中永远守恒，反应前后的总热能一定相等。
3、热量定律：吸热量等于加热量，只有当温度相等时才成立。
4、伽马定律：当表面温度低于环境（或源）温度时，物体表面射出的辐射量与温度的四次方成正比；当表面温度高于环境（或源）温度时，物体表面射出的辐射量与温度的四次方成负比。
二、热传导
1、热传导：热量在物体内部通过传导实现热能的转移。
2、热传导的因素：温度、传热系数、传热面积、热传导系数和传热距离。
3、热传导的方程：传热量＝传热面积×热传导系数×温度差÷传热距离。
三、热导率
1、热导率：在温度恒定的条件下，单位时间内物体外部传入的热量与温度梯度成正比的量。
2、热导率的单位：W（瓦特）/（m2·K）。
3、热导率的因素：物质的热传导系数、传热距离和温度梯度。
四、热膨胀
1、热膨胀：随着温度的升高，各种物质的体积会随之增加，这种现象叫做热膨胀。
2、热膨胀的单位：10-6/℃或 K-1。
3、热膨胀的因素：物质的热膨胀系数、温度，物质的热容量、温度变化速率和体积。
大学热学物理知识点总结
大学热学物理知识点总结1.热力学基本定律热力学基本定律是热学物理的基础，它包括三个基本定律，分别是热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律。
（1）热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律的热学表述，它规定了热力学系统能量的守恒性质。
简单地说，热力学第一定律表明了热力学系统能量的增减只与系统对外界做功和与外界热交换有关。
热力学第一定律的数学表达式为ΔU=Q-W，其中ΔU表示系统内能的增量，Q表示系统吸热的大小，W表示系统对外界所作的功。
由此可以看出，系统的内能变化量等于吸收热量减去做的功。
（2）热力学第二定律热力学第二定律是热力学系统不可逆性的表述，它规定了热力学系统内部的熵增原理，即系统的熵不会减小，而只会增加或保持不变。
简单地说，热力学第二定律表明了热力学系统内部的任何一种热力学过程都是不可逆的。
这意味着热力学系统永远无法使热量全部转化为功，总会有一部分热量被转化为无效热。
热力学第二定律还表明了热力学过程的方向性，即热量只能从高温物体传递到低温物体，而不能反向传递。
（3）热力学第三定律热力学第三定律规定了当温度趋于绝对零度时，任何物质的熵都将趋于一个有限值，这个有限值通常被定义为零。
简单地说，热力学第三定律表明了在绝对零度时，任何系统的熵都将趋于零。
热力学第三定律的提出对于热学物理的研究具有非常重要的意义，它为我们理解热学系统的性质提供了重要的基础。
2.热力学过程热力学过程是指热力学系统内部发生的一系列变化，包括各种状态参数的变化和热力学系统对外界的能量交换。
常见的热力学过程有等温过程、绝热过程、等容过程和等压过程等。
这些过程在日常生活以及工业生产中都有着广泛的应用。
（1）等温过程等温过程是指在恒定温度下进行的热力学过程。
在等温过程中，系统对外界做的功和吸收的热量之比是一个常数。
这意味着等温过程的压强和体积成反比，在P-V图上表现为一条双曲线。
常见的等温过程有等温膨胀和等温压缩等。
（2）绝热过程绝热过程是指在无热交换的情况下进行的热力学过程。
热力学知识点
填空题
1 A-B二元系固溶体，如果 >0,而且温度不高，则摩尔自由能曲线所形成拐点。这时整个成分范围可以分成三个区域，分别称为：稳定区、失稳区和亚稳区
2在固溶体的亚稳区成分范围内，固溶体会发生分解，但不能以失稳分解的机制发生，而要通过普通的形核长大机制进行。
2试证明晶界偏析这一热力学现象的平衡判据——平行线法则
3试在摩尔自由能成分曲线即Gm-X图中标出，一个二元固溶体α，析出同结构固溶体的相变驱动力和形核驱动力，并分析对两组元的相互作用能和温度有何要求，析出什么成分的晶核时驱动力最大。
计算题
1Байду номын сангаас
3第二相析出是指从过饱和固溶体中析出另一结构的相
4弯曲表面的表面张力 和附加压力P的关系式为 ，假设弯曲表面的半径为r.
5根据Trouton定律：多数物质的液体在沸点汽化时的熵变约是气体常数R的11倍
论述题
1如图所示A-B二元系中，成分低于 的γ单相可以通过无扩散相变，转变成同成分不同结构的α单相。若γ相及α相都可以用正规溶体近似描述，试写出其无扩散相变驱动力表达式并加以证明。
计算题
1已知Fe-W合金中，W在γ相及α相中的分配系数 ，α中W的含量为 ，试求在1100OC下，纯铁的相变自由能
2在Fe-Sb合金中，Sb在γ相及α相中的分配系数 ，试计算在1100OC下两相的平衡成分。已知在1100OC下，纯铁的相变自由能 =-116J•mol-1
3如果A-B二元系中的固相的相互作用键能具有成分依存性，关系为 ，试求溶解度间隙的顶点温度。
4一级相变：压力一定时，在可逆相变温度下，成分不变相变的母相和新相化学势相等，而化学势对温度、压力的一阶偏微分不等的相变。特点是发生一级相变时会伴随体积和熵(焓)的突变。
热力学重点知识总结(期末复习必备)
热力学重点知识总结(期末复习必备)热力学重点知识总结 (期末复必备)1. 热力学基本概念- 热力学是研究物质和能量转化关系的科学领域。
- 系统：研究对象，研究所关注的物体或者物质。
- 环境：与系统相互作用的外部世界。
- 边界：系统与环境之间的分界面。
2. 热力学定律第一定律：能量守恒定律- 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会在不同形式之间转化。
- $\Delta U = Q - W$，其中 $U$ 表示内能，$Q$ 表示传热量，$W$ 表示对外界做功。
第二定律：热力学箭头定律- 热量不会自发地从低温物体传递到高温物体，而是相反的方向。
- 热量自发地会沿着温度梯度从高温物体传递到低温物体。
- 第二定律的一个重要应用是热机效率计算：$\eta =\frac{W}{Q_H}$，其中 $Q_H$ 表示从高温热源吸收的热量，$W$ 表示对外界做的功。
第三定律：绝对零度定律- 温度无法降低到绝对零度，即 $0$K 是一个温度的下限。
- 第三定律提供了热力学的温标基准，即绝对温标。
3. 热力学过程绝热过程- 绝热过程是指在过程中不与环境发生热量交换的过程。
- 绝热过程中，系统的内能会发生改变，但传热量为零。
等温过程- 等温过程是指在过程中系统与环境保持恒定的温度。
- 在等温过程中，系统的内能不变，但会发生热量交换。
绝热可逆过程- 绝热可逆过程是指绝热过程与可逆过程的结合。
- 在绝热可逆过程中，系统不仅不与环境发生热量交换，还能够在过程中达到热力学平衡。
4. 热力学系统分类封闭系统- 封闭系统是指与环境隔绝，但能够通过物质和能量交换来进行工作的系统。
开放系统- 开放系统是指与环境可以进行物质和能量交换的系统，也称为流体系统。
孤立系统- 孤立系统是指与环境既不进行物质交换，也不进行能量交换的系统。
5. 热力学熵- 熵是热力学中一个重要的物理量，表示系统的无序程度或混乱程度。
- 熵的增加反映了系统的混乱程度的增大，熵的减少反映了系统的有序程度的增大。
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。
初二化学热力学知识点总结
初二化学热力学知识点总结一、热力学基本定律热力学基本定律包括零法和第一法。
零法是指在恒温条件下，两个物体和第三者达到热平衡时，它们的温度相等；第一法是指热力学系统中能量守恒的法则，即热力学系统的内能变化等于系统所吸收或放出的热量与对外所做的功之和。
二、内能内能是热力学系统的内部能量总和，包括分子的动能和势能。
内能的变化有两种形式，一种是热量对内能的影响，即Q=△U+W，其中Q表示热量（热量由高温物体传递到低温物体时，高温物体的内能减少，低温物体的内能增加）；△U表示内能的变化；W表示对外所做的功。
另一种是化学反应对内能的影响，即△U=△U化学反应+△U压力变化。
其中，△U化学反应表示化学反应的内能变化，△U压力变化表示压力的变化对内能的影响。
三、焓焓是一个物质在一定条件下的内能和对外所做的功（P△V）之和。
在常见条件下，焓变化可以表示为△H=△U+P△V，其中，△U表示内能的变化；P△V表示对外所做的功。
焓在化学反应中有广泛的应用，可以用来描述燃烧反应的热效应、热化学反应的热效应等。
四、物质的热化学性质在化学反应中，物质的热化学性质是指物质在化学反应中吸收或放出的热量。
常见的热化学性质包括燃烧反应的热效应、溶解反应的热效应、物质的燃烧热、升华热等。
热化学性质的研究可以帮助我们了解化学反应过程中的热变化情况，对控制化学反应、提高化学反应的效率有着重要的意义。
以上就是初中化学热力学知识点的简要总结，热力学是一个复杂的科学领域，需要我们在学习过程中认真对待，深入理解相关概念和原理，才能更好地掌握化学知识。
希望同学们在学习过程中能够勤加练习，多做相关的习题，加深对热力学知识的理解和掌握。
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第十章 热力学定律
知识网络：
一、 功、热与内能
●绝热过程：不从外界吸热，也不向外界传热的热力学过程称为绝热过程。
●内能：内能是物体或若干物体构成的系统内部一切微观粒子的一切运动形式所具有的能量的总和，用字母U 表示。
●热传递：两个温度不同的物体相互接触时温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，这个过程称之为热传递。
●热传递的方式：热传导、对流热、热辐射。
二、 热力学第一定律、第二定律
第一定律表述：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作的功的和。
表达式u W Q ∆=+ 第二定律的表述：一种表述：热量不能自发的从低温物体传到高温物体。
另一种表述：（开尔文表述）不可能从单一热库吸收热量，将其全部用来转化成功，而不引起其他的影响。
应用热力学第一定律解题的思路与步骤：
一、明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系统。
符号 W Q u ∆ + 外界对系统做功
系统从外界吸热 系统内能增加 -
系统对外界做功 系统向外界放热 系统内能减少
二、别列出物体或系统(吸收或放出的热量)外界对物体或系统。
三、据热力学第一定律列出方程进行求解，应用热力学第一定律计算时，要依照符号法则代入数据，对结果的正负也同样依照规则来解释其意义。
四、几种特殊情况：
若过程是绝热的，即Q=0，则：W=ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加。
若过程中不做功，即W=0，则：Q=ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加。
若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU=0，则:W+Q=0,外界对物体做的功等于物体放出的热量。
对热力学第一定律的理解：
热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种改变内能的方式是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系，此定律是标量式，应用时热量的单位应统一为国际单位制中的焦耳。
对热力学第二定律的理解:
①在热力学第二定律的表述中,自发和不产生其他影响的涵义，自发是指热量从高温物体自发地传给低温物体的方向性，在传递过程中不会对其他物体产生影响或需要借助其他物体提供能量等的帮助。
不产生其他影响的涵义是使热量从低温物体传递到高温物体或从单一热源吸收热量全部用来做功，必须通过第三者的帮助，这里的帮助是指提供能量等，否则是不可能实现的。
②热力学第二定律的实质热力学第二定律的每一种表述，揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。
对能量守恒定律的理解：
③在自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应，如物体做机械运动具有机械能，分子运动具有内能等。
④某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等。
③某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。
三、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
●第二类永动机不可制成是因为其违背热力学第二定律（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。
①熵是反映系统无序程度的物理量，正如温度反映物体内分子平均动能大小一样。
②系统越混乱，无序程度越大，就称这个系统的熵越大。
系统自发变化时，总是向着无序程度增加的方向发展，至少无序程度不会减少，也就是说，系统自发变化时，总是由热力学概率小的状态向热力学概率大的状态进行。
从熵的意义上说，系统自发变化时总是向着熵增加的方向发展，不会使熵减少。
③任何宏观物质系统都有一定量的熵，熵也可以在系统的变化过程中产生或传递。
④一切自然过程的发生和发展中，总熵必定不会减少。
●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。
四、能源和可持续发展：
●能源的重要性：能源是社会存在与发展永远不可或缺的必需品，是国民经济运动的物质基础，它与材料、信息构成现代社会的三大支柱。
●化石能源：人们把煤、石油叫做化石能源。
●生物质能：生物质能指绿色植物通过光合作用储存在生物体内的太阳能，储存形式是生物分子的化学能。
●风能：为了增加风力发电的功率，通常把很多风车建在一起，我国新疆、内蒙古等地已经开始大规模利用风力发电。
●水能：水是可再生的，水电对环境的影响小，发电成本低。
几个概念的区别：
一、热量和内能：
内能是由系统的状态决定的，状态确定，系统的内能也随之确定，要使系统的内能发生变化，可以通过热传递或做功两种方式来完成，而热量是热传递过程中的特征物理量，和功一样，热量只是反映物体在状态变化过程中所迁移的能量，是用来衡量物体内能变化的，有过程，才有变化，离开过程，毫无意义，就某一状态而言，只有内能，根本不存在什么热量和，因此，不能说一个系统中含有多少热量或多少功。
二、热量和温度：
热量是系统的内能变化的量度，而温度是系统内部大量分子做无规则运动的激烈程度的标志，虽然热传递的前提是两个系统之间要有温度差，但是传递的是能量，不是温度，热传递不仅可以使系统温度发生变化，还可以使物质状态发生变化，在物质状态变化中，传递给系统的热量并没有使系统的温度发生变化，因此不能说系统吸收热量多，温度变化一定大，也不能认为系统的温度高，它放出的热量一定多，因为放出的热量，不但和温度的变化值有关，还和
比热容有关，总之，热量和温度之间虽然有一定的联系，但它们是完全不同的两个物理量。
三、热量和功：
热量和功，都是系统内能变化的量度，都是过程量，一定量的热量还与一定量的功相当，但它们之间有着本质的区别，用做功来改变系统的内能，是系统内分子随整体的有序运动，转化为另一系统的分子的无规则运动的过程，是机械能或其他形式的能和内能之间的转化过程，用热传递来改变系统的内能，是通过传导对流和辐射来完成的，它将分子的无规则运动，从一个系统转移到另一个系统，这种转移就是系统间内能转换的过程。