大学物理热学第一章知识点整理
大一热学第一章知识点
大一热学第一章知识点热学是物理学的重要分支之一，它研究的是物质的热现象和热力学性质。
作为大一学生，我们将从热学的第一章开始，学习一些基础的热学知识。
本文将带领大家回顾并深入探讨大一热学第一章的知识点。
1. 温度与热量温度是物质内部粒子运动的平均速度和能量的度量。
常用的温度单位有摄氏度（℃）和开尔文（K）。
而热量是物质传递热能的方式，它的单位是焦耳（J）。
2. 热平衡与热传递当两个物体达到相同的温度时，它们处于热平衡状态。
热传递是指热量从温度较高的物体传递到温度较低的物体的过程，可通过导热、对流和辐射等方式实现。
3. 热容和比热容热容是物体吸收或放出单位热量时温度的变化量。
它的计算公式为Q = mcΔT，其中Q表示吸收或放出的热量，m为物体的质量，c为物体的热容，ΔT为温度的变化量。
比热容是指单位质量物体吸收或放出的热量引起的温度变化量。
4. 等压热容和等体热容等压热容是指在等压条件下单位质量物质吸收或放出的热量引起的温度变化量；等体热容是指在等体条件下单位质量物质吸收或放出的热量引起的温度变化量。
它们的计算公式分别为Cp = (∂Q/∂T)p和Cv = (∂Q/∂T)v。
5. 绝热过程绝热过程是指在过程中没有热量传递的过程。
在绝热过程中，物体内部的热量不外传，因此可以推导出绝热方程pV^γ = 常数，其中p为压强，V为体积，γ为比热容比。
6. 理想气体状态方程理想气体状态方程描述了理想气体在一定条件下的物态方程，即pV = nRT，其中p为气体的压强，V为气体的体积，n为气体的物质量，R为气体常数，T为气体的绝对温度。
7. 微观与宏观微观热学研究物质的微观运动和微观结构对热学性质的影响；宏观热学研究大量物质的整体性质和宏观规律。
在热学中，我们通常运用宏观热学分析问题。
8. 内能和焓内能是物体内部分子之间相互作用的能量总和，它包括物体的热能、动能和势能等。
焓是系统吸收或放出的热量和对外界做功之和，表示为H = Q + W，其中Q为吸收或放出的热量，W为对外界做的功。
大学物理化学 热力学第一定律
2.焓（H）
H≡U+PV dH=dU+PdV+VdP 推论： 恒压： dH=dU+PdV 恒压仅作体积功：
δQ=dH=dU+PdV Qp=ΔH
说明：焓的引入用了恒压过程，但并不意味只有 恒压过程才有体系的焓变； Qp是热量，非状态函数。
Cp与Cv的关系
Cp-Cv= H
T
其数值与体系中物质的量无关，不具有 加合性，整体的强度性质的数值与体系 中各部分的强度性质的数值相同。
如：
温度、压力、浓度、密度等。
容量性质：
其数值与体系中物质的量成正比，具有 加合性，整体容量性质的数值等于体系 中各部分该性质数值的总和。
如：
体积、质量、能量等。
二、状态、状态函数
1.状态 体系一系列宏观性质的综合，包括如质 量、温度、压力、体积和组成等。
推论： 1.对于理C想P=气体HT 发P 生的过程而言，当温
度不变时，则焓变为零，即ΔH＝0；2.如果温 度发生改变，其焓变量为
ΔH＝ TT12 nCP,mdT
CP与CCPV-的CV关＝系 p：
U V
T
dV
有C －C ＝
p
V
p
U V
T
V T
p
1.3热力学第一定律的应用
一、热力学第一定律对理想气体的应用 1. 低压气体的自由膨胀实验（焦耳）
结果：温度恒定，气体的内能不变， 内能与压力和体积无关……焦耳定律
2.理想气体的内能
热力学体系：无宏观动能（体系静止），宏观 势能对体系影响小，可不予考虑。
ΔU= Q+W
仅作体积功恒压： ΔU=QP+p ΔV
大学热学知识点总结图
大学热学知识点总结图一、热力学基础知识1. 温度、热量和热平衡温度是物质内部微观运动的表现，热量是能量的一种形式，热平衡是指两个系统之间不再有能量的净传递。
2. 热力学第一定律能量守恒定律，在自然界中能量不会自行减少或增加。
3. 热力学第二定律热量不会自发地由低温物体传递给高温物体，熵增加原理。
4. 热力学第三定律当温度趋近于绝对零度时，任何实体的熵均趋于零，即系统的熵在温度趋近绝对零度时趋于一个常数。
5. 理想气体理想气体状态方程和理想气体内能的表达式。
6. 凝固和融化物质由固态转变为液态称为融化，由液态转变为固态称为凝固。
凝固和融化温度是由物质特性决定的。
二、热力学循环1. 卡诺循环卡诺循环是热机的理想循环，包括等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩四个过程。
2. 斯特林循环斯特林循环是一种热机的实际循环，包括等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩四个过程。
3. 高尔辛循环高尔辛循环是一种蒸汽轮机工作的热力循环过程，包括等压加热、等容膨胀、等压冷凝和等容压缩四个过程。
三、热力学系统1. 开放系统与闭合系统开放系统和闭合系统能够与外界进行物质、能量交换。
2. 热力学过程等容过程、等压过程、等温过程、绝热过程。
3. 热力学函数内能、焓、吉布斯自由能、哈密顿函数等热力学函数的定义和性质。
四、热传导1. 热传导的基本定律傅里叶热传导定律、傅里叶热传导方程、热导率概念。
2. 热传导的应用导热系数、传热表面积、传热温度差、传热距离等参数。
3. 热传导的热阻和导热系数热阻的概念和计算、导热系数的概念和计算。
五、热辐射1. 热辐射的基本定律斯特藩—玻尔兹曼定律、维恩位移定律、铂居—史恩定律。
2. 黑体辐射和表面发射系数黑体的定义、黑体的吸收、发射和反射的关系。
3. 热辐射的热平衡和热不平衡热辐射的观测和应用。
六、热功学1. 热功学的基本定律各态函数、热力学基本关系和亥姆霍兹自由能、君体—吉布斯函数的性质。
2. 熵增加原理和热功学过程热功学过程的熵增加原理，等熵过程、绝热过程等。
大学物理 热力学基础A1
理想气体内能： 内能是状态参量
E M M
mol
i 2
RT
T 的单值函数。
E ＝ E 2－ E 1 只取决于系
内能的增量
统的始末状态，而与过程无关。
注意：一个内能可以对应多个状态
系统内能改变的两种方式: 做功 热传递
1、 功是能量传递与转化的量度。 功是过程量而非态函数。两个平衡态之间可经历 不同的准静态过程，系统所做的功不同。 2、热量是系统与外界存在温度差而传递的能量
摩尔数为M/Mmol的理想气体在等压过程中吸收的 M 热量 M Q C PT dQ P C P dT
M
mol
M
mol
Q
i 2 2
A
三、比热容比
CP ( i 2 1 )R i2 2 R
CV
i 2
R
（摩尔热容比） 定义比热容比 ：
C
P
CV
1 . 33 i 2 1 . 40 i 1 . 67
V2
PdV
V1
P
A
PdV
V1
功的大小等于
P～V 图上过程曲线 P=P(V)下的面积。 功与过程路径有关。
V1
PdV
B
V2
V1
0
V
对比沿着不同路径从状态A到B所做的功
•公式适用条件:
• (1)准静态过程
(2)外界压力保持恒定情况下的非准静态过 程,此时P应理解为外界压强。
如：气体的自由膨胀过程中，系统对 外作的功A＝0
Q acb A cb
例题： 一定量的理想气体经历acb过程时吸 热500J, 则经历acbda过程时吸热为? P(105Pa) (A) -1200J d (B) 700J 4 a
大学物理热学知识点整理
大学物理热学知识点整理热运动：物质世界的一种基本运动形式，是构成宏观物体的大量微观粒子的永不停息的无规则运动。
热现象：构成宏观物质的大量微观粒子热运动的集体表现。
宏观量：表征系统状态的物理量。
微观量：描写单个分子特征的物理量。
热力学系统，简称系统：一些包含有大量微观粒子（如分子、原子)的物体或物体系。
外界或环境：系统以外的物体。
孤立系统：与外界没有任何相互作用的热力学系统。
封闭系统：与外界没有物质交换但有能量交换的系统。
开放系统：与外界既有物质交换又有能量交换的系统。
平衡态：对于一个孤立系，经过足够长的时间后，系统必将达到一个宏观性质不随时间变化的状态，这种状态称为平衡态。
热动平衡：在平衡态下，组成系统的微观粒子仍处在不停的无规则热运动之中，只是它们的统计平均效果不变，这是一种动态的平衡，又称为热动平衡。
状态参量：在平衡态下，热力学系统的宏观性质可以用一些确定的宏观参量来描述，这种描述系统状态的宏观参量称为状态参量。
态函数：由平衡态确定的其他宏观物理量可以表达为一组独立状态参量的函数，这些物理量称为“态函数”。
体积V ：气体分子所能到达的空间，即气体容器的容积。
单位立方米（ m^{3} ）,也用升（ L ）为单位。
压强p ：气体作用与容器壁单位面积上的压力，是大量分子对器壁碰撞的宏观表现。
SI单位制中单位是帕斯卡，简称帕（ Pa ）, 1\;Pa=1\;N/m^{2} 。
有时压强的单位还用大气压（ atm ）和毫米汞柱（ mmHg ）表示。
换算关系为1\;atm=1.013\times10^{5}\;Pa1\;mm\Hg=\frac{1}{760}\;atm=1.33\times10^{2}\;Pa温度：表征物体的冷热程度的物理量。
热平衡：在与外界影响隔绝的条件下，使两个热力学系统相互接触，让它们之间能发生传热，热的系统会慢慢变冷，冷的系统会慢慢变热，经过一段时间后，它们会达到一个共同的平衡状态，称这两个系统达到了热平衡。
大一热学知识点总结
大一热学知识点总结热学是物理学的重要分支，研究热量的传递、转化和守恒的规律。
在大一学习中，我们对热学有了初步的了解，下面是对大一热学知识点的总结。
一、热力学基本概念1. 热力学系统：指所研究的物体或物质的范围，包括研究对象和周围环境。
2. 热平衡：指热力学系统内部各部分热量的传递达到平衡状态。
3. 热力学第一定律：能量守恒定律，能量可从一种形式转化为另一种形式，但总能量不变。
二、热力学过程与循环1. 等压过程：系统在恒定的压强下进行，体积发生变化。
2. 等容过程：系统的体积保持不变，在容器中发生的过程。
3. 等温过程：系统与周围环境保持温度不变。
4. 绝热过程：系统与外界不进行热量的交换。
5. 热力学循环：系统经历一系列过程后回到初始状态的过程。
三、热力学定律和公式1. 热力学第二定律：热量不会自发地从低温物体传递到高温物体，热量的自发流动方向是从高温到低温。
2. 卡诺循环效率：决定于两个温度之比，既高温与低温的比值。
3. 热力学温标：绝对温度，以绝对零度为零点的温标。
4. 热容量：表示物体吸收或释放热量的能力，单位是焦耳/摄氏度。
5. 等温线和绝热线：在PV图上代表不同过程的曲线。
四、热力学方程1. 理想气体状态方程：PV = nRT，关系压强、体积、物质的摩尔数和温度。
2. 等温变化的理想气体方程：P₁V₁ = P₂V₂，表示等温变化时的物态方程。
3. 等压变化的理想气体方程：V₁/T₁ = V₂/T₂，表示等压变化时的物态方程。
4. 等容变化的理想气体方程：P₁/T₁ = P₂/T₂，表示等容变化时的物态方程。
五、热力学热传导和传热1. 热传导：热量通过物体内部颗粒之间的碰撞传递的过程。
2. 导热系数：衡量物质传热能力的物理量。
3. 热传导的计算：热传导率 = 导热系数 ×断面积 ×温度差 / 材料的厚度。
4. 对流传热：液体或气体中由于温度差而产生的流体运动传递热量。
大学物理热学知识点整理
大学物理热学知识点整理系统吸收的热量，一部分转化成系统的内能；另一部分转化为系统对外所作的功。
Q=\Delta E+A上式的各量均为代数量，其正负号规定为：系统从外界吸热时， Q 为正，向外界放热时， Q 为负；系统对外作功时，A 为正。
外界对系统作功时， A 为负；系统内能增加时，\Delta E 为正，系统的内能减少时， \Delta E 为负。
对于状态的微小变化过程，热力学第一定律的数学表达式dQ=dE+dA第一类永动机：一种不需要外界提供能量而连续不断对外作功，系统又能复原的机器。
等体过程：dV=0 ，系统作功dA=pdV=0dQ_v=dE=\frac{M}{M_{mol}}\frac{i}{2}RdT所以 Q_v=\Delta E=E_2-E_1=\frac{M}{M_{mol}}\frac{i}{2}R(T_2-T_1)在等体过程，外界传给气体的热量全部用来增加气体的内能，系统对外不作功。
等压过程： p =恒量，当气体体积从 V_1 膨胀到 V_2 时，系统对外作功为A_p=\int_{V_1}^{V_2}pdv=p(V_2-V_1)=\frac{M}{M_{mol}}R(T_2-T_1)系统吸收的热量为Q_p=\Delta E+p(V_2-V_1)=\frac{M}{M_{mol}}(\frac{i}{2}+1)R(T_2-T_1)等温过程： \Delta E=0Q_T=A_T=\int_{V_1}^{V_2}pdv=\frac{M}{M_{mol}}RT\ln\fra c{V_2}{V_1}因为 pV=常量，即 p_1V_1=p_2V_2所以 Q_T=A_T=\frac{M}{M_{mol}}RT\ln\frac{p_1}{p_2}摩尔热容 C_m: 1mol 物质温度升高（或降低） 1K 时所吸收（或放出）的热量，单位为 J/mol\cdot K 。
C_m=\frac{(dQ)_m}{dT}理想气体等体摩尔热容：C_V=\frac{dQ_V}{dT}=\frac{dE}{dT}=\frac{\frac{i}{2}RdT }{dT}=\frac{i}{2}Ri 为分子自由度； R 为普适气体常量。
物理热力学第一定律知识点归纳总结
学习必备欢迎下载物理热力学第一定律知识点归纳总结第二讲热力学第一定律§2.1 改变内能的两种方式热力学第一定律2． 1． 1、作功和传热作功可以改变物体的内能。
如果外界对系统作功W。
作功前后系统的内能分别为、，则有没有作功而使系统内能改变的过程称为热传递或称传热。
它是物体之间存在温度差而发生的转移内能的过程。
在热传递中被转移的内能数量称为热量，用Q 表示。
传递的热量与内能变化的关系是做功和传热都能改变系统的内能，但两者存在实质的差别。
作功总是和一定宏观位移或定向运动相联系。
是分子有规则运动能量向分子无规则运动能量的转化和传递；传热则是基于温度差而引起的分子无规则运动能量从高温物体向低温物体的传递过程。
2． 1． 2、气体体积功的计算1、准静态过程一个热力学系统的状态发生变化时，要经历一个过程，当系统由某一平衡态开始变化，状态的变化必然要破坏平衡，在过程进行中的任一间状态，系统一定不处于平衡态。
如当推动活塞压缩气缸中的气体时，气体的体积、温度、压强均要发生变化。
在压缩气体过程中的任一时刻，气缸中的气体各部分的压强和温度并不相同，在靠近活塞的气体压强要大一些，温度要高一些。
在热力学中，为了能利用系统处于平衡态的性质来研究过程的规律，我们引进准静态过程的概念。
如果在过程进行中的任一时刻系统的状态发生的实际过程非常缓慢地进行时，各时刻的状态也就非常接近平衡态，过程就成了准静态过程。
因此，准静态过程就是实际过程非常缓慢进行时的极限情况对于一定质量的气体，其准静态过程可用图、图、图上的一条曲线来表示。
注意，只有准静态过程才能这样表示。
2、功在热力学中，一般不考虑整体的机械运动。
热力学系统状态的变化，总是通过做功或热传递或两者兼施并用而完成的。
在力学中，功定义为力与位移这两个矢量的标积。
在热力学中，功的概念要广泛得多，除机械功外，主要的有：流体体积变化所作的功；表面张力的功；电流的功。
(1)机械功有些热力学问题中，应考虑流体的重力做功。
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第一章导论
1. 宏观描述方法和微观描述方法
热力学是热物理学的宏观理论,而统计物理学则是热物理学的微观理论.
2. 热力学系统的平衡态
在不受外界条件的影响下,经过足够长时间后系统必将达到一个宏观上看来不随时间变化的状态,这才是平衡态
判断是否平衡态的标准：有无热流与粒子流.
力学平衡条件:通常情况下，表现为压强处处相等
热学平衡条件：温度处处相等(无热流)
化学平衡条件：无外场作用下，系统各部分的化学组成处处相同
只有在外界条件不变的情况下同时满足力学平衡条件、热学平衡条件和化学平衡条件的系统，才不会存在热流与粒子流，才处于平衡态。
3.热力学第零定律和温标
热力学第零定律的物理意义：互为热平衡的物体之间必存在一个相同的特征-----它们的温度是相同的
温标是温度的数值表示法
建立经验温标的三个要素：
（1）选择某种测温物质，确定它的测温属性（某种属性随着冷热程度的改变而单调、显著的改变）
（2）选定固定点（如水的沸点为100℃，冰的正常熔点是0℃）
（3）进行分度
水的三相点温度为273.16k，冰点温度为273.15k
热力学温标为基本温标
摄氏温标、理想气体温标和热力学温标
4、物态方程
处于平衡态的某种物质的热力学参量(如压强、体积、温度)之间所满足的函数关系称为这种物质的物态方程,或称状态方程。
物态方程都显含有温度T。
只有在压强趋于零时的气体才是理想气体，在理想气体条件下，一切不同化学组成的气体在热学性质上的差异趋于消失。
理想气体物态方程：R=8.31普适气体常量另一形式：p=nkT
能严格满足理想气体物态方程的气体才是理想气体，理想气体虽然是一种理想模型，但常温
下，压强在数个大气压以下的一些常见气体（例如氧气、氮气、氢气、氦气等），一般都能很好的满足理想气体方程。
道尔顿分压定律
5、物质的微观模型
物质由大数分子所组成的观点是指宏观物体是不连续的，它是由大量分子或原子或离子所组成。
分子或原子处于不停的杂乱无章的热运动中：扩散、布朗运动（布朗运动并非分子的运动，但它能间接的反应出液体或气体内分子运动的无规则性）
统计平均值的偏离称为涨落，粒子数越少，涨落越明显。
6、理想气体微观描述的初级理论
洛施密特常量：
分子数密度，标准状况下1m ³理想气体的分子数
单位时间内碰在单位面积器壁上的平均分子数 气体分子碰壁数 理想气体压强公式： 理想气体分子热运动平均平动能公式： 这是分子杂乱无章热运动的平均平动动能，不包括整体定向移动的能量，仅与温度有关，与粒子质量无关。
温度的微观意义—温度是平衡态系统中的微观粒子热运动剧烈程度的量度.
方均根速率：求出各种分子速率的二次方的平均值，方均根速率就是各种分子速率的二次方的平均值再开根号得到的速率，是一种统计速率，对单个分子没有意义。
公式：
气体压强不仅存在于器壁，也存在于气体内部。
R 普适气体常量8.31，是描述1mol 气体行为的普适常量，而k 玻尔兹曼常量1.38×10-23是描述一个分子或一个粒子行为的普适恒量。
R=N A k
3250107.2-⨯=m n 6v n ≈Γt n v nm p ε32312==2322kT
v m t =
=ε。