生活中的热力学
化工热力学中从生活中来到生产中去的实例
化工热力学中从生活中来到生产中去的实例
热力学是一门研究物质体系、能量的交换和变化的学科，许多它的实际应用都可以从
生活中找到实例，这些实例可以帮助我们更好理解热力学的原理。
下面就来介绍几个从生
活中找到的实际应用，说明热力学是如何从生活中来到生产中去的。
第一个例子是家用电器，如电饭锅、洗衣机等。
在使用这类家用电器时，能量和物质
化合物会流动于电器之间，而热力学就是研究这种能量和物质之间的交换过程以及它们如
何相互作用。
例如，在使用洗衣机时，由洗衣机供给的能量可以将水转变为热和蒸汽，而
热力学就是分析这一过程的实际应用。
另外一个例子是热处理的实践。
热处理是根据钢材的性质而采取的一种处理，以改变
钢材的组织、结构和特性，达到某种目的。
这是一个热力学应用，即使钢材在某些状态下
需要与高温相连接，钢材在不同状态中也有着不同的物性常数，而热力学就是为了研究这
种状态变化而创立的。
最后一个例子是石化工业的生产。
石化工业生产的过程，是热力学学科的重要应用，
因为复杂的热力学反应在石油加工过程中起着至关重要的作用。
例如，精制过程中的加热、催化剂的使用、原油分解和煤制石油等，都需要热力学学科的应用，而热力学则可以通过
现象提出物质在反应过程中能量的交换原理，使石化设备能正常、稳定运行。
通过上面几个例子，我们可以看到，热力学能够从生活中到生产中，无论是在家用电器、热处理还是石化工业中都有着重要的实际应用，它们都可以帮助我们更好地理解热力
学的原理。
热力学在生活中的例子
热力学在生活中的例子热力学是研究热和能量在物质之间传递与转化的科学领域。
虽然我们经常将热力学与工程和物理学联系起来，但其实热力学在生活中也有很多实际的应用。
在本文中，我们将探讨一些热力学在日常生活中的例子，展示它是如何影响我们的生活和环境的。
1. 热水壶热水壶是我们日常生活中常见的电器之一。
它利用热力学原理将电能转化为热能，使水变热。
当我们将冷水放入水壶中并打开电源，电能通过电阻转化为热能，使得水的温度升高。
这个过程符合热力学中的能量守恒定律，能量从电能转化为热能，从而满足我们的热水需求。
2. 汽车引擎汽车引擎同样涉及到热力学的应用。
汽车引擎通过内燃机将燃料燃烧产生的热能转化为机械能，从而驱动汽车前进。
热力学第一定律说明了能量守恒的原理，汽车引擎充分利用了燃料的热能，将其转化为动力，以满足我们对交通工具的需求。
3. 空调空调是调节室内温度的设备，也是热力学的应用之一。
空调的工作原理是通过吸热和放热的循环过程来调节室内温度。
空调内部通过制冷剂的循环，通过蒸发和冷凝等过程，从室内吸收热量，然后将热量释放到室外，从而实现室内温度的调节。
这一过程符合热力学中的热力学第二定律，热量从高温区域（室内）流向低温区域（室外）。
4. 换热器换热器是热力学在许多工业和生活领域中常用的设备。
换热器通过将热量从一个物体传递到另一个物体，实现能量的转移和利用。
例如，我们使用的暖气片就是一种换热器，它通过与热源（如锅炉）接触，将热量传递到室内，提供舒适的室温。
换热器的设计和运行需要考虑热力学中的传热和传质原理，以及能量平衡等因素。
5. 集热器集热器是利用太阳能进行加热的设备，在热水供应和太阳能发电中得到广泛应用。
集热器通过吸收太阳辐射，将其转化为热能。
这些设备通常由金属板和反射镜等组成，将太阳辐射聚焦在集热体上，使其温度升高。
热力学的原理在这里也适用，能量从太阳能转化为热能，提供我们家庭和工业中的热水供应。
综上所述，热力学在我们的日常生活中发挥着重要作用。
物理化学在生产生活中的具体应用实例
物理化学在生产生活中的具体应用实例物理化学虽说理论性、系统性、逻辑性很强，但其在生产生活各方面的具体应用也是非常丰富且鲜活生动的。
物理化学也是普遍反映难学难教的一门课程。
为此，笔者特别收集整理了物理化学在生产生活中的众多具体应用实例，以期在物理化学教学中增强学习兴趣、提高教学成效等方面起到一定程度的促进作用。
现分述如下。
1热力学(1)高压钢筒，打开活塞后气体喷出筒外，当筒内压力与筒外压力相等时关闭活塞，此时筒内温度下降。
(绝热膨胀，内能降低，温度下降)(2)融雪天比下雪天感觉更冷。
(融雪过程需要从环境吸热。
另融雪天空气湿度大，人体向外散热速度快)(3)炎炎盛夏，在河边走为什么感到凉爽?(因水的热容比空气的热容大，接受同样热能(光照)，水的温度较低，且水蒸发吸热，也使水温降低。
由于河水温度较低，河边空气会有部分热量传递给河水，这样河边空气温度稍低，感觉自然凉爽些)(4)黄河之水天上来，奔流到海不复回。
子在川上曰: 逝者如斯夫。
岁月留痕。
(不可逆过程)(5)殊途同归。
(状态函数法、盖斯定律)(6)一份耕耘，一份收获。
“不劳而获”和“天上掉馅饼”是不可能的。
有得必有失。
(热力学第一定律)(7)覆水难收。
破镜不能重圆。
(热力学第二定律、熵增加原理)(8)点石成金。
(高压下石墨可自发转变为金刚石)(9)海水总是表面先结冰。
(克拉佩龙方程。
水的冰点随压力增大而降低)(10)高山上的冰川会滑动。
(克拉佩龙方程。
冰的熔点随压力增大而降低，冰川下面就有部分冰变为水，就如同涂了一层润滑油)(11)高山上很难将东西煮熟。
(克劳修斯-克拉佩龙方程。
外压越小沸点越低)(12)夏天易中暑。
(非平衡态热力学。
外熵流不畅导致体内积熵而引起疾病)(13)冬天水蒸气在高空凝结成规则的六角形雪花。
(耗散结构、自组织现象)(14)美丽的蝴蝶、斑马花纹。
(化学振荡、化学波)(15)闭关锁国落后挨打，改革开放富民强国。
(封闭系统总要趋于平衡，开放系统才有产生并维持稳定有序结构的可能。
生活中的热力学
生活中的热力学摘要：生活中的热力学现象无处不在，热力学现象的本质和原理亦来自生活。
其实我们身边经常可以看到很多和热力学有关的现象。
热力学第零定律、热力学第一定律、热力学第二定律、热力学第三定律是热力学的基本定律，高压锅、空调、电冰箱是生活中常见的用电器。
关键词：热力学定律热力学第一定律也叫能量不灭原理，就是能量守恒定律。
它指出，热能可以从一个物体传递给另一个物体，也可以与机械能或其他能量相互转换，在传递和转换过程中，能量的总值不变。
热力学第一定律的另一种表述是：第一类永动机是不可能造成的。
表征热力学系统能量的是内能，通过做功和传热，系统与外界交换能量，使内能有所变化。
根据普遍的能量守恒定律，系统由初态Ⅰ经过任意过程到达终态Ⅱ后，内能的增量ΔE应等于在此过程中外界对系统传递的热量Q和系统对外界做功W之差，即EⅡ－EⅠ＝ΔE＝Q－W或 Q＝ΔE＋W这就是热力学第一定律的表达式。
对于无限小过程，热力学第一定律的微分表达式为dQ＝dE＋dW其中，E是态函数，dE是全微分；Q、W是过程量，dQ和dW只表示微小量并非全微分，用符号d以示区别。
又因ΔE或dE只涉及初、终态，只要求系统初、终态是平衡态，与中间状态是否是平衡态无关。
热力学第二定律一般有两个表述：1.开尔文表述：不可能制成一种循环动作的热机，只从单一热源吸取热量，使之完全变成有用的功而不产生其他影响。
2.克劳休斯表述：热量不可能自动地从低温物体传到高温物体。
其实这两种表述是等价的，我们知道自然界中的各种不可逆过程都是互相关联的。
而这两种表述的区别在，克氏表述指出：热传导过程是不可逆的；开氏表述指出：功变热（确切地说，是机械能转化为内能)的过程是不可逆的。
两种表述均指出在自然界中任何的过程都不可能自动地复原，要使系统从终态回到初态必需借助外界的作用，不可能做到“不引起其他变化”。
热力学第二定律是一条关于方向性的定律，开尔文曾据此推测宇宙内所有的变化都会沿着有去无回的方向进展，他提出“时间是有箭头的”，这也是最初的用热力学对生命本质做出的解释。
试从日常生活中举出三种热力学应用的设备或机器
1.試從日常生活中舉出三種熱力學應用的設備或機器。
2.試說明蒸汽動力廠的作用及原理。
3.試繪出簡易壓縮蒸汽冷凍循環示意圖。
4.說明題3的簡易壓縮蒸汽冷凍循環示意圖。
5.何謂熱力學？6.說明何謂熱力系統？7.分析上常用的熱力系統有那幾種？並分別說明。
8.分析上常見的熱力過程有那幾種？並分別說明。
9.試舉一實例說明移動邊界的熱力系統。
10.試舉一實例說明能量、質量、功與外界交換的熱力系統。
11.何謂控制質量的熱力系統，試舉例說明。
12.何謂孤立的熱力系統，試舉例說明。
13.何謂密閉的熱力系統，試舉例說明。
14.何謂開放的熱力系統，試舉例說明。
15.何謂巨觀與微觀觀點，試舉例說明。
16.統計熱力學一般應用於巨觀或是微觀的討論？17.何謂熱力性質？一般可分成那幾種？18.何謂等溫過程？試舉例說明。
19.何謂等壓過程？試舉例說明。
20.何謂等容過程？試舉例說明。
21.何謂絕熱過程？試舉例說明。
22.分子觀點考量，能量具有那三種形式？23.說明比容的定義。
24.何謂大氣壓力、錶壓力、絕對壓力？並繪圖說明它們的關係。
25.壓力單位轉換1bar=105Pa=102kPa=.1Mpa ; 1atm=1.01325bar。
26.何謂熱力學第零定律。
27.請寫出攝氏溫標(℃)與絕對凱氏溫標(K)的關係。
28.攝氏溫度的基準是什麼？29.何謂絕對零度？30.攝氏與華氏溫度的轉換公式為何？31.何謂純物質？試舉例說明。
32.何謂飽和溫度？飽和壓力？33.試繪出純物質的蒸汽壓力曲線。
34.何謂乾度？飽和液體的乾度為多少？飽和蒸汽的乾度為多少？35.試繪出純物質的溫度-比容圖。
36.在題30溫度-比容圖上繪等壓線，並說明過程中純物質的狀態變化。
37.說明題30溫度-比容圖上各區域純物質的狀態。
38.試繪出純物質的壓力-溫度圖。
39. 在題32壓力-溫度圖上繪等壓線，並說明過程中純物質的狀態變化。
40. 說明題33溫度-比容圖上各區域純物質的狀態。
生活中的热力学
生活中的热力学
热力学是研究热能转化和能量传递的一门科学，它不仅存在于物理学和化学领域，也贯穿于我们日常生活的方方面面。
生活中的热力学不仅仅是一种科学原理，更是一种生活哲学和态度。
在生活中，我们常常会遇到热力学的应用。
比如，当我们煮开水时，水中的分
子受热运动增强，温度升高，水开始沸腾。
这就是热力学的一个典型应用。
此外，我们在烹饪、暖气、空调等方面也都能看到热力学的影子。
热力学告诉我们热能是如何转化的，如何传递的，这些都是我们日常生活中不可或缺的。
除了物质的热力学，生活中也存在着精神上的热力学。
人们常说“热情如火”，这就是精神上的热力学的体现。
在生活中，我们常常需要热情和动力去面对困难和挑战。
这种热情和动力就像热力学中的能量一样，需要不断地传递和转化。
只有不断地激发自己内在的热能，才能在生活中取得成功。
生活中的热力学也告诉我们，能量是有限的，需要合理利用。
我们在生活中要
学会节约能源，减少浪费，这既是对环境的负责，也是对自己的负责。
只有合理利用能量，才能让生活更加美好。
总之，生活中的热力学不仅仅是一门科学原理，更是一种生活态度。
我们要学
会在生活中合理利用能量，不断激发自己的热情和动力，才能让生活更加充实和美好。
热力学原理在生活中的应用
热力学原理在生活中的应用1. 热力学原理的基本概念热力学是研究能量转化和宏观物质运动规律的学科，它是自然科学的重要组成部分。
热力学原理是热力学基础理论，其中包含了一些基本概念，如热量、温度、压力、熵等。
这些概念在热力学原理的应用中起着至关重要的作用。
2. 热力学原理在家庭供暖中的应用家庭供暖是人们日常生活中非常重要的一项需求。
而热力学原理在家庭供暖中有着广泛的应用。
具体来说，热力学原理可用于计算供热系统的热功率，确定合适的供热介质以及设计合理的供暖设备。
此外，热力学原理还可以帮助优化供暖系统的能源利用效率，提高供暖效果。
3. 热力学原理在空调制冷中的应用空调制冷在现代生活中已经变得非常普遍，而热力学原理在空调制冷中也有着重要的应用。
热力学原理可以用于计算空调系统的制冷功率，确定合适的制冷剂以及设计高效的制冷设备。
此外，通过热力学原理，还可以优化空调系统的制冷循环过程，提高能源利用效率，降低能源消耗。
4. 热力学原理在能源开发中的应用随着能源需求的增加，热力学原理在能源开发中的应用也变得越来越重要。
利用热力学原理，可以确定能源转化的最大效率，并帮助设计高效的能源转换设备。
热力学原理还可以用于分析和优化能源系统的运行过程，提高能源的利用效率，减少能源的浪费。
5. 热力学原理在化学反应中的应用热力学原理在化学反应中也扮演着重要的角色。
通过热力学原理，可以研究和预测化学反应的热效应，对各种化学反应进行热力学分析。
热力学原理还可以用于确定化学反应的平衡条件，并帮助优化反应条件，提高反应效率。
6. 热力学原理在食品加工中的应用食品加工是将原材料加工成食品的过程，而热力学原理在食品加工中也有着广泛的应用。
具体来说，热力学原理可以用于计算食品加热过程中的能量传递，确定合适的加热设备和加热时间。
通过热力学原理，还可以控制食品加工过程中的温度和压力，确保食品的质量和安全性。
7. 热力学原理在环境工程中的应用环境工程是研究和解决环境问题的学科，而热力学原理在环境工程中也有着重要的应用。
热力学第二定律生活中的例子
热力学第二定律生活中的例子
热力学的第二定律指热能总是从热系统流向冷系统，这也就是热力学中不可逆转的事实，
可以用各种示例来解释，如冰淇淋溶化，撒盐水烧开，地板木材变形等。
在我们生活中，
热力学第二定律也是普遍存在的。
例如，我们烹饪食物是将热量从烹饪器具传输到食物中。
烤箱中的食物也会吸收周围的热量，所以稍微一停顿，食物就会凉了，变得不食用了。
在烧烤时，烤串放在火上时，烤串
上的苹果会变软并可以上桌，而火的热量也同时传到了苹果中，所以苹果现在能够吃了。
在冰箱里，我们习惯把新鲜的食材放进去，它们吸收冰箱里的热量，使食材保持新鲜，只
要一存放，食物就会变旧和变质。
但是如果将食材最初放在室温中，就会很快变质和变质，因为室温高于冰箱的温度，所以它吸收的热量更多，很容易变质。
冷气机也可以体现热力学第二定律。
当冷气机工作时，它会从室内吸取热量，将热量从热
源传输到冷源，从而达到降温的目的，这就是散热从高温到低温的热力学第二定律。
热力学第二定律会影响平时生活。
比如在炎热夏天，住家里会装空调，空调辐射凉爽的空
气温度以及清新的空气，比死气沉沉的室内体现出热力学第二定律的作用就很明显。
另一方面，我们购买的商品，要特别注意其包装中的保温材料，这也是为了避免热力学第
二定律的影响，也是保护商品的一种有效手段。
总而言之，热力学的第二定律在我们生活中无处不在，它渗透到每一个小局，因此在实际
应用中我们应更加注重它，减少不良后果。
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生活中的热力学
摘要：生活中的热力学现象无处不在，热力学现象的本质和原理亦来自生活。
其实我们身边经常可以看到很多和热力学有关的现象。
热力学第零定律、热力学第一定律、热力学第二定律、热力学第三定律是热力学的基本定律，高压锅、空调、电冰箱是生活中常见的用电器。
关键词：热力学定律
热力学第一定律也叫能量不灭原理，就是能量守恒定律。
它指出，热能可以从一个物体传递给另一个物体，也可以与机械能或其他能量相互转换，在传递和转换过程中，能量的总值不变。
热力学第一定律的另一种表述是：第一类永动机是不可能造成的。
表征热力学系统能量的是内能，通过做功和传热，系统与外界交换能量，使内能有所变化。
根据普遍的能量守恒定律，系统由初态Ⅰ经过任意过程到达终态Ⅱ后，内能的增量ΔE应等于在此过程中外界对系统传递的热量Q和系统对外界做功W之差，即
EⅡ－EⅠ＝ΔE＝Q－W
或 Q＝ΔE＋W
这就是热力学第一定律的表达式。
对于无限小过程，热力学第一定律的微分表达式为
dQ＝dE＋dW
其中，E是态函数，dE是全微分；Q、W是过程量，dQ和dW只表示微小量并非全微分，用符号d以示区别。
又因ΔE或dE只涉及初、终态，只要求系统初、终态是平衡态，与中间状态是否是平衡态无关。
热力学第二定律一般有两个表述：
1.开尔文表述：不可能制成一种循环动作的热机，只从单一热源吸取热量，使之完全变成有用的功而不产生其他影响。
2.克劳休斯表述：热量不可能自动地从低温物体传到高温物体。
其实这两种表述是等价的，我们知道自然界中的各种不可逆过程都是互相关联的。
而这两种表述的区别在，克氏表述指出：热传导过程是不可逆的；开氏表述指出：功变热（确切地说，是机械能转化为内能)的过程是不可逆的。
两种表述
均指出在自然界中任何的过程都不可能自动地复原，要使系统从终态回到初态必需借助外界的作用，不可能做到“不引起其他变化”。
热力学第二定律是一条关于方向性的定律，开尔文曾据此推测宇宙内所有的变化都会沿着有去无回的方向进展，他提出“时间是有箭头的”，这也是最初的用热力学对生命本质做出的解释。
下面我们来讨论一下常见电器的工作原理。
1. 高压锅工作原理：密封在高压锅里面的水经加热慢慢达到对应的温度压力下的饱和水，这个过程为预热阶段，所吸收的热量称为液体热。
继续加热处于湿蒸汽状态，在此过程中对应的温度压力不变，称为饱和压力和饱和温度，一直到高压锅里面的水加热成干饱和蒸汽，这个过程称为气化阶段，所吸收的热量称为汽化潜热。
继续对干饱和蒸汽加热，达到过热状态，即得到过热蒸汽。
这主要是高压锅内部水和水蒸气的变化情况。
每个高压锅都有对应的工作压力和压力释放阀动作值，也就是说过热蒸汽继续加热，压力阀外部压力和重力之和与内部气体的压力相平衡的时候就会将压力阀间歇性的顶起来，在内外压力差变化的时候内部高温高压蒸汽不断地排出去，里面的蒸汽比容将会随着时间的加长增大，里面的食物主要是靠着一定时间的高温高压蒸汽的作用煮烂煮熟。
2.空调制冷原理：空调也是我们生活中随处可见的制冷制热器。
它主要是利用工质在压缩膨胀过程中吸热放热来实现制冷制热的。
空调器通电后，制冷系统内制冷剂的低压蒸汽被压缩机吸入并压缩为高压蒸汽后排至冷凝器。
同时轴流风扇吸入的室外空气流经冷凝器，带走制冷剂放出的热量，使高压制冷剂蒸汽凝结为高压液体。
高压液体经过过滤器、节流机构后喷入蒸发器，并在相应的低压下蒸发，吸取周围的热量。
同时贯流风扇使空气不断进入蒸发器的肋片间进行热交换，并将放热后变冷的空气送向室内。
如此室内空气不断循环流动，达到降低温度的目的。
3.热泵制热工作原理：热泵制热是利用制冷系统的压缩冷凝器来加热室内空气。
空调器在制冷工作时，低压制冷剂液体在蒸发器内蒸发吸热而高温高压制冷剂在冷凝器内放热冷凝。
热泵制热是通过电磁换向，将制冷系统的吸排气管位置对换。
原来制冷工作蒸发器的室内盘管变成制热时的冷凝器，这样制冷系统在室
外吸热向室内放热，实现制热的目的。
4.电冰箱的工作原理：以单门电冰箱为例，电冰箱由箱体、制冷系统、控制系统和附件构成。
在制冷系统中，主要有压缩机、冷凝器、蒸发器和毛细管节流器四部分，自成一个封闭的循环系统。
其中蒸发器安装在电冰箱内部的上方，其他部件安装在电冰箱的背面。
系统里充灌了一种叫“氟里昂”的物质作为制冷剂，在零下29.8℃就蒸发变成气体，同时吸收冰箱内的热量。
氟里昂在蒸发器里由低压液体汽化为气体，吸收冰箱内的热量，使箱内温度降低。
因此放入冰箱内的任何食品，都要被它吸走热量而降低温度。
当压缩机运转后，变成气态的氟里昂被压缩机吸入，靠压缩机做功把它压缩成高温高压的气体，再排入冷凝器。
在冷凝器中氟里昂不断向周围空间放热，逐步凝结恢复成液体。
这些高压氟里昂液体经过过滤器过滤后，又穿过只有几根头发丝粗细的毛细管回到蒸发器。
高压液态的氟里昂一进入蒸发器，体积突然膨胀，又迅速地吸热汽化。
就这样，冰箱利用电能做功，借助制冷剂氟里昂的物态变化，如此周而复始地循环，使冰箱内温度降低到需要的数值，以达到制冷目的。
冰箱里有个感温器件，紧贴在蒸发器的表面。
当压缩机停机时，由于蒸发器表面温度回升，感温器件就推动相应的机构，接通压缩机电机的电路，压缩机开始工作；温度下降到需要值时，压缩机即停机。
通过对压缩机的开停控制，实现自动控制温度。
5. 太阳能热水器的制热原理：太阳能热水器是利用太阳能来加热的热水器。
如果把水作为加热物体，经过太阳光线照射，使水分子得到较多的动能，从而使分子运动加剧，水的温度就会提高，太阳能热水器就是根据这个原理制成的。
太阳能热水器利用多个真空玻璃管集热，管上都涂有黑色物质，让集热管能吸收更多的太阳能，管中的冷水经过太阳光线的照射（主要是太阳光中的红光和红外线），使水分子得到较多的动能，从而使分子运动加剧，水的温度就会提高，从而使管中的水加热，热水上流，输入贮水器内，贮水器内的冷水流入加热管中，再被加热，如此循环，贮水器内再由管道输出供用户使用。
将加热管做成双层玻璃真空管，使吸收进来的太阳能（热能）减少传导或辐射损失，大大提高了太阳能的吸收效率。
参考文献：
[1]《热物理学基础[M]》包科达著北京高等教育出版社，2001．
[2]《热力学·统计物理(第3版)[M]》汪志诚著北京高等教育出版社.2003．
[3] 《大学物理上册（第2版）》芶秉聪胡海云主编国防工业出版社.2010.
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