大学热学知识点总结
大一热学知识点

大一热学知识点热学是物理学的一个重要分支,研究热量的传递、转化和性质变化。
在大一的学习中,热学是一门基础而又关键的学科。
下面,我将为大家介绍大一热学的几个重要知识点。
一、热量与温度的概念及单位热量是物体间传递的能量,它与物体的温度密切相关。
在热学中,热量的单位是焦耳(J)。
温度是物体内部微观粒子的热运动程度的物理量,常用的单位是摄氏度(℃)或开尔文(K)。
在热学中,摄氏度和开尔文之间的关系是:K=℃+273.15。
二、热平衡和热传导定律当两个物体处于接触状态,并且它们的温度相同时,我们说它们达到了热平衡。
热平衡是热学中一个重要的基本概念。
热传导是指热量从热量较高的物体传递到热量较低的物体的过程。
根据热传导的性质,我们可以得出热传导的定律:热流的大小正比于温度差和传导物体的导热性能,反比于物体之间的距离。
热传导的单位是焦耳/秒(J/s),也可以用瓦特(W)表示。
三、热胀冷缩现象与热膨胀系数物体在受热时会发生热胀,温度降低时会发生冷缩。
热胀冷缩是物体因温度变化而引起的尺寸变化现象。
热膨胀系数是描述物体热胀冷缩性质的一个物理量。
它表示单位温度升高(或降低)时,物体长度的相对增量。
不同物质的热膨胀系数不同,单位是1/℃。
常见的热膨胀系数有线膨胀系数、面膨胀系数和体膨胀系数。
四、理想气体状态方程与压强和温度的关系理想气体状态方程是描述理想气体状态的一个重要公式。
它可以表示为PV=nRT,其中P是气体的压强,V是气体的体积,n是气体的摩尔数,R是气体常数,T是气体的绝对温度。
根据理想气体状态方程,我们可以得出气体的压强和温度成正比的关系,即当气体的体积和物质的量不变时,气体的压强与温度成正比。
五、热容与比热容热容是物体吸收或释放单位热量时的温度变化量。
它是描述物体热力学性质的一个重要参数。
比热容是热容的一种相对值,它表示单位质量物质吸收或释放单位热量时的温度变化量。
常用的比热容单位是焦耳/(千克·开尔文)(J/(kg·K))。
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。
大学物理热学

ΔU=Q+W,其中ΔU表示系统内能的增量,Q表示外界对系统传递的热量,W表示外界对系统做的功。
热力学第二定律
内容
不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响,或不可能从单一热源 取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响,或不可逆热力过程中熵的微 增量总是大于零。
表达式
对于可逆过程,有dS=(dQ/T);对于不可逆过程,有dS>(dQ/T),其中S表示熵, T表示热力学温度。
02
辐射传热特点
不需要介质,可在真空中传播;伴 随能量形式的转换;辐射强度与物
体温度的四次方成正比。
04
应用
太阳能利用、红外遥感测温、激光 器等。
复合传热过程分析
复合传热 分析方法 影响因素
应用
实际传热过程中往往同时存在热传导、对流和辐射三种传热方式。 根据具体传热条件,建立物理模型,综合运用热传导、对流和辐 射的传热规律进行分析计算。
02
理想气体性质及应用
理想气体状态方程
01
理想气体状态方程
pV = nRT,其中p为压强,V为 体积,n为物质的量,R为气体常 数,T为热力学温度。
02
理想气体状态方程 的适用条件
适用于稀薄气体,即气体分子间 距离较大,相互作用力可忽略不 计。
03
理想气体状态方程 的应用
可用于计算气体的压强、体积、 温度等物理量,以及进行气体状 态变化的分析。
热力学在其他领域应用
化学工业
制冷与空调
新能源领域
在化学工业中,热力学原理被广泛应用 于化学反应过程的分析和优化。通过热 力学计算和分析,可以确定化学反应的 条件、反应热、反应平衡常数等关键参 数,为化学工业的生产提供理论指导。
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。
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。
大学物理(热学知识点总结)

热力发电
利用高温热源和低温热源 之间的温差,通过热力循 环将热能转化为机械能, 再转化为电能。
04
热传递原理
导热、对流和辐射的原理
01 02
导热原理
导热是物质内部微观粒子(如分子、原子等)相互碰撞,将能量从高温 处传到低温处的现象。导热速率与物质的导热系数、温度梯度以及热流 路径的长度有关。
对流原理
热学的发展历程
古代对热现象的认识
01
人类很早就开始对热现象进行观察和利用,如火的使用、烧制
陶器等。
近代热学的形成
02
随着工业革命和科学技术的发展,热学逐渐形成一门独立的学
科,开始有越来越多的学者对热现象进行研究。
现代热学的应用
03
热学在能源利用、环境保护、航天航空等领域得到广泛应用,
成为推动人类社会发展的重要力量。
大学物理(热学知识点总 结)
• 热学概述 • 热力学第一定律 • 热力学第二定律 • 热传递原理 • 热力学与日常生活
01
热学概述
热学的定义与重要性
定义
热学是一门研究热现象的学科,主要 探讨热量传递、热力学过程和热力学 定律等方面的内容。
重要性
热学是物理学的重要分支之一,与日 常生活、工程技术和科学研究密切相 关,对于理解物质的基本性质和变化 规律具有重要意义。
证明
热力学第一定律也可以通过实验来证明。例如,通过测量封闭系统中热量转移和相应体积变化等实验数据,可以 验证热力学第一定律。
定律的应用实例
实例1
在汽车发动机中,燃料燃烧产生的热量转化为机械能,驱动汽车行驶。这正是 热力学第一定律的应用,即能量从一种形式(化学能)转化为另一种形式(机 械能)。
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热学复习大纲等温压缩系数 K^-1(dV)TV d P体膨胀系数 P p = -(dV)p pV dT p压强系数O V =2(业)Vp dT=1('dL)p 通常 ot v =3。
l dT热力学第零定律B 没有接触,它们仍然处于热平衡状态,这种规律被称为热力学第零定律。
1)f选择某种测温物质,确定它的测温属性;经验温标三要素:) 选定固定点;经验温标:理想气体温标、华氏温标、兰氏温标、摄氏温标(热力学温标是国际实用温标不是经验温标理想气体物态方程p 0V 0R=-— =8.31J / mol KT 0»M = Nm ,M m = N A mk = R1.3^10^3J / K n 为单位体积内的数密度N AN A =6.02 X1023个 /mol理想气体微观模型1分子本身线度比起分子间距小得多而可忽略不计23洛喜密脱常数 :n o = —m A = 2.7Xio 25m A 22.4X10距离:11 "3 Q=(25)3m =3.3X10 m2.7X101 13 3 3M m 3二0r =( --- ) =(—-—)3=2.4X10 m'4 兀 n '4 兀 PN A2、 除碰撞一瞬间外,分子间互作用力可忽略不计。
分子在两次碰撞之间作自由的匀速直线 运动;3、 处于平衡态的理想气体,分子之间及分子与器壁间的碰撞是完全弹性碰撞;4、 分子的运动遵从经典力学的规律 :在常温下,压强在数个大气压以下的气体,一般都能 很好地满足理3)进行分度,即对测温属性随温度的变化关系作出规定。
线膨胀系数a:在不受外界影响的情况下,只要 A 和B 同时与C 处于热平衡,即使 A 和空/亘量TpV =\RT =—RT M mp = nkT标准状态下分子间平均1U)3n o氢分子半径想气体方程。
处于平衡态的气体均具有分子混沌性单位时间内碰在单位面积器壁上的平均分子数1 —— n△t 时间内碰在 A A 面积器壁上的平均分子数心N=AAvit 上6以后可用较严密的方法2 =统计关系式P = — n g k3 k1 —分子平均平动动能 瓦=—mv2理想气体物态方程的另 一种形式P = nkT k 」N A绝对温度是分子热运动剧烈程度的度量 是分子杂乱无章热运动的平均平动动能, 粒子的平均热运动动能与粒子质量无关,气体分子的均方根速率v rm s = Q = j — = J 3RT范德瓦耳斯方程1分子固有体积修正2、分子吸引力修正P P P i = P 内p 内 (V m -b) = RT (考虑 1mol 气体) ― RTP "P i = ------------V m -b单位时间碰在单位面积器壁上的平均分子数A N 1 = ----皿i tnv == 1.38X10ZJ ”K 」,k 为玻尔兹曼常数温度的微观意义二—mv 2=3kT 2 2它不包括整体定向运动动能。
而仅与温度有关M mV m-匕=更或P=RTP V m -b微观量的统计平均值2A p i =[单位时间内碰撞在单面积上平均分子数位1 —随机变量会偏离平均值定义相对均方根偏差= (Au)rms当u 所有值都等于相同值时,(Au)rm s = 0理解分布函数的几个要点:1. 条件:一定温度(平衡态)和确定的气体系统,2. 范围:(速率v 附近的)单位速率间隔,所以要除以3. 数学形式:(分子数的)比例,局域分子数与总分子数之比。
物理意义:「A k = Kn,1 一 N2 /. A Pi = - nv ”Kn = (—A) v3 范德瓦耳斯方程 a :(p +p)(V m — b) = RT,(1mol 范氏气体) Vm若气体质量为 m ,体积为V ,则范氏方程为:[p +(詮2和―瓷吩M ;RT 平均值运算法则 设f (u)是随机变量u 的函数, 则f(u) + g(u) = f(u)+g(u) 若c 为常数,则 cf(u) =cf(u)若随机变量u 和随机变量v 相互统计独立。
又f (u)是u 的某一函数,g(v)是v 的另一函数,则 f (u) gwr f(u) g(v)应该注意到,以上讨论的各种概率都是归一化的,即ni=1=1般其偏离值的平均值为零,但均方偏差不为零。
(△u)2 = u 2_2uu +(u) =u 2-2u u +(u)22 厂\2=u -(u)3u)2二02 J / —\2Li u可见相对均方根偏差表示了随机变量在平均值附近分散开的程度, 气体分子的速率分布律: 处于一定温度下的气体, 分布在速率 子数占总分子数的百分比只是速率处于一定温度下的气体, 称为速率分布函数。
也称为涨落、散度或散差。
v 附近的单位速率间隔内的分v 的函数,f(v)dN NdvT 和m 是一定的;dv ;速率在v 附近,单位速率区间的分子数占总分子数的概率,或概率密度。
f(v)d^dN表示速率分布在 V T v + dv 内的分子数占总分子数的概率;NV 2dN=f f (v)dv 表示速率分布在T v 2内的分子数占总分子数的概率;V ldN 比N = [ f (V dv = 1 (归一化条件)麦克斯韦速率分布律1. 速率在V T v + dv 区间的分子数,占总分子数的百分比32dN ・「m ¥ 窈 2. ——=4兀 1 ---- I e 2 V dv N 12咏T 丿2. 平衡态一一麦克斯韦速率分布函数『E4 mv 2mr ~2 kT 2I e V12兀灯丿▼十、昱浮=再拧v 2f(v)dvV m \ M 0重力场中粒子按高度分布:重力场中,气体分子作非均匀分布,分子数随高度按指数减小。
M m ghmghp = p o eF = p oe^_mghRT n = n)e kT取对数 h = ------- I n 卫M m g P测定大气压随高度的减小,可判断上升的高度f (V )=4兀最概然速率V 彳等彳晋“41侶气体在一定温度下分布在最概然速率 V p 附近单位速率间隔内的相对分子数最多。
V p2kTVp ^曲平均速率-捺=馬“60倍 fvf(v)dv方均根速率p = nkTP o^n o kT玻尔兹曼分布律:若分子在力场中运动,在麦克斯韦分布律的指数项即包含分子的动能,还应包含势能。
名=耳+ E p 当系统在力场中处于平衡状态时,其坐标介于区间X T x+dx y T y + dy Z T z + dz速度介于 V xTV x Pd* V y T V y +dv y V z T V z +dv z 内的分子数为:3m r ——kT~I e dVxdVydVzdxdydz 12兀kT 丿上式称为玻尔兹曼分子按能量分布律n o 表示在势能齐为零处单位体积内具有各种速度的分子总数dN =no 上式对所有可能的速度积分3 ¥ _®e kTdV x dV y dV z = 1理想气体的热容 1.热容:系统从外界吸收热量dQ ,使系统温度升高 dT ,则系统的热容量为c =dQdTC 2.摩尔热容C m =— 1 "v dT dQ 每mol 物质C 3.比热容 c= —m1 dQm dT 单位质量物质4.定压摩尔热容量p,mdQ )p5.定容摩尔热容量C V ,m1 VdT 1 dQ =-( VdT )V理想气体的内能 r TkN A = R>u ■= v-RT 2理想气体[动能E^ = 2kT(理想气体的内能是温度的单值函数 气体的迁移现象 系统各部分的物理性质,如流速、温度或密度不均匀时, 牛顿黏性定律系统处于非平衡态。
(输运过程)速度梯度如=A yA y也 u d u lim=— 占T △ yd y11粘滞定律f = _「一 ”A n 为粘度(粘性系数)dy粘度n 与流体本身性质有关dV=Q dt菲克定律:rlnZ 方向扩散的)粒子流密度 J N 与粒子数密度梯度 —— 成正比。
dz式中负号表示粒子向粒子数密度减少的方向扩散,若与扩散方向垂直的流体截面上的温度{液鳥f- A 满足y = 0处V = 0的流体叫牛顿流体 y切向动量流密度动量流密度:Jp畔/A,罟为动量流dp dt=JpA .J p —口字dz非牛顿流体 其速度梯度与互相垂直的粘性力间不呈线性函数关系,如血液、泥浆等 ,其粘性系数会随时间而 变的,如:油漆等凝胶物质对形变具有部分弹性恢复作用,如沥青等弹性物质泊萧叶定律dV体积流率一=QV :单位时间内流过管道截面上的流体体积。
r =0时u 最大,r T R V T 0压力差:2(P i -P 2)兀粘滞阻力f 兀r^ dr定常流动du ( p i - P 2)r dr-f du = p 1 - p 2 ^L R f rdr・ru(r)F RF dQ v =u(r)dS =u(r)2^^rdr兀(P i一 p 2)R 22J 0 (R 2-r 2)rdr对水平直圆管有如下关系:dV 兀 r^p叫泊萧叶定律J N = —D ——在一维(如dzJ N 处处相等,则:J N 乘分子质量与截面面积,即可得到单位时间扩散总质量。
傅立叶定律:热流 Q (单位时间内通过的热量)与温度梯度其中比例系数 瓷称为热导系数,其单位为 W -m 」-K 」 温度较低处 若设热流密度为J T ,则:J T =-瓷“■d-dz热欧姆定律 把温度差A T 称为"温压差”(以- A U T 表示,其下角T 表示“热”,下同),把热流Q 以I T则可把一根长为 L 、截面积为 A 的均匀棒达到稳态传热时的傅里叶定律改写为KA T E T牛顿冷却定律对固体热源,当它与周围媒体的温度差不太大时,T o 为环境温度,T 为热源温度, A 为热源表面积,h 为热适应系数。
平均碰撞频率Z一个分子单位时间内和其它分子碰撞的平均次数,称为分子的平均碰撞频率。
假设:每个分子都可以看成直径为 d 的弹性小球,分子间的碰撞为完全弹性碰撞。
大量分子平均碰撞频率为 Z = nM d 2u因此 Z = J2nn d 2v则 Q = -KdzAdT及横截面积A 成正比dz,负号表示热量从温度较高处流向I T =其中R T =L _ P T L K A A而P 二1称为热阻率K单位时间内热源向周围传递的热量*Q 为:Q =hA(T -T o )中,只有被考察的特定分子A 以平均速率 u 运动,其它分子都看作静止不动。
单位时间内与分子 A 发生碰撞的分子数为n n d 2U考虑到所有分子实际上都在运动,则有u = yf 2V=5#I 8RT用宏观量P 、T 表示的平均碰撞频率为 Z =J2nn J 2=—V nM m平均自由程一个分子连续两次碰撞之间经历的平均 自由路程叫平均自由程 Z单位时间内分子经历的平均距离v ,平均碰撞 Z 次. v扎 =■=Z每个分子都在运动,平均碰撞修正为1) 准静态过程是一个进行的“无限缓慢”,以致系统连续不断地经历着一系列平衡态的过程;2) 可逆与不可逆过程:系统从初态出发经历某一过程变到末态,若可以找到一个能使系 统和外界都复原的过程(这时系统回到初态,对外界也不产生任何影响) 的。