热学笔记3
天津大学物理化学教研室《物理化学》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解-热力学第一定律(圣才出
或
dU=δQ＋δW
2．焦耳实验 虽然焦耳实验的设计是不精确的，但是并不影响“理想气体的热力学能仅仅是温度的函 数”这一结论的正确性。
3．体积功的定义和计算 由于系统体积的变化而引起的系统与环境交换的能量称为体积功，其定义式为：
δW=－pambdV （1）气体向真空膨胀时，pamb=0，得出
W=0 （2）恒外压过程体积功
W= －pamb(V2－V1)= －pambΔV （3）对于理想气体恒压变温过程
3 / 52
圣才电子书
十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
W= －pambΔV= －nRΔT
（4）可逆过程体积功
Wr
=
−
V2 V1
pambdV
（5）理想气体恒温可逆过程体积功
Wr
=−
V2 V1
pambdV
= nRT ln(V1
V2 ) = nRT ln( p2
p1)
（6）可逆相变体积功
W=－pdV
三、恒容热、恒压热及焓 1．恒容热（QV） 指系统进行恒容且无非体积功的过程中与环境交换的热，它与过程的ΔU 在量值上相等。 而ΔU 只取决于始、末状态，故对一个微小的恒容且无非体积功的过程有如下关系：
=定值)、恒容过程(V=定值)、绝热(系统与环境之间无热交换)过程、循环过程等。
4．功 系统得到环境所作的功时，W＞0；系统对环境作功时，W＜0。功是途径函数，单位为 J。 （1）体积功（W）：系统因其体积发生变化反抗环境压力(pamb)而与环境交换的能量，
定义式为W = −pambdV ；
（2）非体积功（W ）：除了体积功以外的一切其他形式的功，如电功、表面功等。
焓为广度量，是状态函数，单位为 J。
热力学第一定律部分笔记
热力学第一定律第一节热力学概论什么是热力学热力学是研究热观象和其它形式能量之间相互转化及It规律的一门学科。
因为在研究热和其它形五之间的转换关系时，必涉及到体系迖态的变化，状态的变化会引起翹性质的变化:反之，当宏观性质发生变化时，也将引超体系状态的变化。
产义地说：热力学是研究体系观販变化之间的关系的学科。
内容包括平衡态体系性质和非平衡态体系性质两大部分，本科基础可主要讨论t复态的物理化学性质。
热力学的主要理论是热力学的三大泄律：第一、第二、第三圧律。
以此为基础，来阐述物质系统变化中所观察到的各种能量之间的种种关系，是根据极广泛的实验事实，通过归纳而总结出来的。
1.化学热力学的基本内容什么是化学热力学把热力学的基本原理，来研究化学现象及和化学有关的物理化学现象，称为化学热力学（Chemical Thermodyna mics）o任务：用热力学规律，来处理化学过程中的热化学、相平衡、化学平衡问题。
化学热力学的主要内容仃三个：4）研究化学过程及相变过程中的能量转换关系（利用第一＞1^律）如：化学反应 2SO2 + 02 = 2SO3在指＞11的条件下进行时，是放热还是吸热若是放热反应，那么Imol S03生成时放出多少热量又如：要使1000kg 25°C的水变成水蒸气，理论上应供给多少能量⑵研尢化学反应及汕更的方H和限度（利用第二定律1所谓方向是指向平衡态变化的趋势，限度就是达到平衡态。
如：19世纪束，人们进行了从石墨制造金刚石的实验，所有的实脸均失败，通过热力学讣算知道：只有压力超过xlO9Pa时，石墨才能变成金刚石。
现在我国已能获得几百万个大气压，可以人工合成金刚石。
又如；100多年前，人们开始研究炼铁，Fe3O4 + 4CO _____________ 3Fe + 4CO2发现从炉里出来的气体中还有大量的co,利用不完全，人们推想可鬼是由于co与矿石接触的时间不够, 为此将炼铁炉越建越高（高炉），但co含量并没有减少。
高中物理热学理想气体笔记重点大全
(每日一练)高中物理热学理想气体笔记重点大全单选题1、关于决定气体压强大小的因素,下列说法中正确的是（）A．气体的体积和气体的密度B．气体的质量和气体的种类C．气体分子的数密度和气体的温度D．气体分子的质量和气体分子的速度答案：C解析：气体压强是由于大量分子持续撞击器壁而形成的，决定气体压强大小的微观因素是气体分子的数密度和分子的平均速率，宏观上体现在体积和温度上。
故选C。
2、用活塞气筒向一个容积为V的容器内打气，每次能把体积为V0，压强为p0的空气打入容器内，若容器内原有空气的压强为p，打气过程中温度不变，则打了n次后容器内气体的压强为（）A．p0V0V B．p0+n p0C．p+n p0V0VD．p0+V0Vn·p0答案：C解析：将n次打气的气体和容器中原有气体分别看成是初态，将打气后容器内气体看成是末态，由玻意耳定律，有pV+np0V0=p′V得n次打气后容器内气体的压强p′=p+V0Vn⋅p0ABD错误，C正确。
故选C。
3、将一定质量的理想气体缓慢压缩，压缩过程中温度保持不变。
下列说法正确的是（）A．气体的内能不变B．气体的压强不变C．气体分子的平均动能减小D．气体与外界无热交换答案：A解析：AC．理想气体温度保持不变，则气体内能不变，分子的平均动能不变，故A 正确，C错误；B．理想气体经历等温压缩过程，根据玻意耳定律可知气体的压强增大，故B错误；D．气体被压缩过程中，外界对气体做功，而气体内能不变，根据热力学第一定律可知气体向外界放热，故D 错误。
故选A。
4、下列说法正确的是（）A．只有处于平衡态的系统才有状态参量B．状态参量是描述系统状态的物理量，故当系统状态变化时，其各个状态参量都会改变C．两物体发生热传递时，它们组成的系统处于非平衡态D．0 ℃的冰水混合物放入1 ℃的环境中，冰水混合物处于平衡态答案：C解析：AB．状态参量是描述系统状态的物理量，与系统是否处于平衡态无关，且系统状态变化时，不一定各个状态参量都改变，AB错误；C．处于热传递过程中的两系统因温度不同发生热传递，最终两系统温度相同，处于非平衡态，C正确；D．0°C的冰水混合物放入1°C的环境中，其温度、压强、体积都会变化，冰水混合物处于非平衡态，D错误。
物理笔记初中公式
压强
p=F/S
压强等于压力除以受力面积
5
液体压强
p=ρgh
液体压强等于液体密度乘以重力加速度乘以深度
6
浮力
F浮=G排=ρ液gV排
浮力等于排开液体的重力，也等于液体密度乘以重力加速度乘以排开液体的体积
7
杠杆平衡条件
F1L1=F2L2
动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂
8
功
W=FS=Gh
功等于力乘以力方向上移动的距离，或重力乘以高度
4
热机效率
η=Q有效利用/Q燃料
热机有效利用的热量与燃料总热量之比
5
热平衡方程
Q放=Q吸
放热等于吸热
6
热力学温度
T=t+273K
热力学温度与摄氏温度的关系
二、力学部分
序号
物理量
公式
含义
1
速度
V=S/t
物体的速度等于路程除以时间
2
重力
G=mg
物体的重力等于质量乘以重力加速度
3
密度
ρ=m/V
物质的密度等于质量除以体积
9
功率
P=W/t=FV
功率等于功除以时间，也等于力乘以速度
10
机械效率
η=W有/W总
机械效率等于有用功除以总功
三、电学部分
序号
物理量
公式
含义
1
电流强度
I=Q电量/t
电流强度等于通过导体横截面的电量除以时间
2
电阻
R=ρL/S
电阻等于电阻率乘以长度除以横截面积
3
欧姆定律
I=U/R
电流等于电压除以电阻
4
焦耳定律
Q=I2Rt=UIt=Pt=UQ=U2t/R
热力学与统计物理期末复习笔记
《热力学统计物理》期末复习一、简答题1、写出焓、自由能、吉布斯函数的定义式及微分表达式（只考虑体积变化功）答：焓的定义H=U+PV焓的全微分dH=TdS+Vdp自由能的定义F=U-TS,自由能的全微分dF=-SdT-PdV;吉布斯函数的定义G=U-TS+PV吉布斯函数的全微分dG二SdT+VdP2、什么是近独立粒子和全同粒子？描写近独立子系统平衡态分布有哪几种？答：近独立子系统指的是粒子之间的相互作用很弱，相互作用的平均能量远小于单个粒子的平均能量，因而可以忽略粒子之间的相互作用。
全同粒子组成的系统就是由具有完全相同的属性（相同的质量、电荷、自旋等）的同类粒子组成的系统。
描写近独立子系统平衡态分布有费米-狄拉克分布、玻色-爱因斯坦分布、玻耳兹曼分布。
3、简述平衡态统计物理的基本假设。
答：平衡态统计物理的基本假设是等概率原理。
等概率原理认为，对于处于平衡状态的孤立系统，系统各个可能的微观状态出现的概率是相等的。
它是统计物理的基本假设，它的正确性由它的种种推论都与客观实际相符而得到肯定。
4、什么叫特性函数？请写出简单系统的特性函数。
答：马休在1869年证明，如果适当选择独立变量（称为自然变量），只要知道一个热力学函数，就可以通过求偏导数而求得均匀系统的全部热力学函数，从而把均匀系统的平衡性质完全确定。
这个热力学函数称为特性函数。
简单系统的特性函数有内能U=U（S、V），焓H=H（S、P），自由能F=F（T、V），吉布斯函数G=G（T、P）。
5、什么是卩空间？并简单介绍粒子运动状态的经典描述。
答：为了形象的描述粒子的运动状态，用6,…，q r ； P i,…，P r共2r个变量为直角坐标，构成一个2r维空间，称为卩空间。
粒子在某—时刻的力学运动状态q i / ,q r；P i / , P r可用a空间的一个点表示。
6、试说明应用经典能量均分定理求得的理想气体的内能和热容量中哪些结论与实验不符（至少例举三项）。
工程热力学读书笔记(完整版)
工程热力学读书笔记（完整版）第一部分：绪论1、工程热力学工程热力学是研究热能有效利用及其热能与其他形式能量转换规律的科学。
2、热力学分类工程热力学（热能与机械能），物理热力学，化学热力学等3、热力装置的共同特点热源和冷源、工质、容积变化功、循环4、热效率1WQ η==收益代价5、工程热力学研究内容能量转换的基本定律，工质的基本性质和热力过程，热工转换设备及其工作原理，化学热力学基础。
6、工程热力学研究方法（1）宏观方法：连续体(continuum)，用宏观物理量描述其状态，其基本规律是无数经验的总结（如：热力学第一定律）。
特点：可靠，普遍，不能任意推广经典（宏观,平衡）热力学（2）微观方法：从微观粒子的运动及相互作用角度研究热现象及规律特点：揭示本质，模型近似微观（统计）热力学第一章：基本概念1、热力系统（1）热力系统(热力系、系统)：人为指定的研究对象（如：一个固定的空间）；（2）外界：系统以外的所有物质；（3）边界(界面)：系统与外界的分界面；（4）系统与外界的作用都通过边界；（5）以系统与外界关系划分：有无是否传质开口系闭口系是否传热非绝热系绝热系是否传功非绝功系绝功系是否传热、功、质非孤立系孤立系（6）简单可压缩系统只交换热量和一种准静态的容积变化功；2、状态和状态参数（1）状态：某一瞬间热力系所呈现的宏观状况（2）状态参数：描述热力系状态的物理量（3）状态参数的特征：●状态确定，则状态参数也确定，反之亦然●状态参数的积分特征：状态参数的变化量与路径无关，只与初终态有关●状态参数的微分特征：全微分（4）强度参数与广延参数●强度参数：与物质的量无关的参数，如压力p、温度T●广延参数：与物质的量有关的参数可加性,如质量m、容积V、内能（也称之为：热力学能）U、焓H、熵S3、基本状态参数（1）压力p(pressure)●物理中压强，单位:Pa(Pascal),N/m2。
●绝对压力与环境压力的相对值——相对压力；●只有绝对压力p才是状态参数；●大气压随时间、地点变化；（2）温度T(Temperature)传统：冷热程度的度量。
[笔记]第二章热力学第二定律
第二章热力学第二定律一、基本要求（1）了解热力学第二定律与卡诺定律的联系。
理解克劳休斯不等式的重要性。
（2）理解热力学第二、第三定律的叙述及数学表达式。
（3）明确热力学熵、亥姆霍茨函数和吉布斯函数等热力学函数以及标准摩尔熵、标准生成吉布斯函数等概念和对熵的微观理解。
（4）掌握熵增原理和各种平衡判据。
（5）掌握单纯p，V，T变化过程，相变化过程系统熵变的计算。
（6）理解环境熵变的计算（7）掌握化学反应标准摩尔熵变的计算。
（8）理解亥姆霍茨函数及吉布斯函数的定义。
（9）理解亥姆霍茨函数判据及吉布斯函数判据。
（10）理解人类学基本方程的表达式及应用条件。
（11）了解由热力学基本方程分别加上相应条件（如定容，定熵；定压，定熵；定容，定温；定压，定温）得到的偏微熵与相应的热力学函数的关系。
（12）掌握单纯p，V，T变化（定温下p，V变化）、相变化过程ΔA，ΔG 的计算。
（13）了解利用热力学函数的基本关系式即热力学基本方程、麦克斯韦关系式，焓、熵、亥姆霍茨函数。
（14）教熟练地运用吉布斯——亥姆霍茨公式、克拉贝龙方程式。
（15）明确偏摩尔量和化学势的意义，了解它们之间的区别。
二、主要概念、定理及公式（一）自发过程的共同特征1.自发过程的定义自发过程就是在指定的条件下不消耗外力，而仅由体系的内在性质决定的一类热力学过程。
此过程是可以自动进行的。
2.宏观过程的不可逆性自然界中一切实际发生的宏观过程，总是：非平衡平衡态（为止）而不可能由平衡态非平衡态结论：自然界中发生的一切实际过程（指宏观过程，下同）都有一定方向和限度。
不可能自发按照原过程逆向进行，即自然界中一切实际发生的过程都是不可逆的。
3.可逆过程的共同特征（1）自发过程有方向性和限度性。
所有自发过程都有方向和限度，其反过程虽然并不逆反能量守恒定律，但不能无条件自发进行。
（2）自发过程是不可逆性。
总的来说，自发过程的共同特征是不可逆的，这一不可逆性的本质是功与热转换的不可逆性。
东南大学传热学名词解释分析题整理笔记.
第一章1. 热传导物体各部分之间不发生相对位移，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热能传递。
2. 热流量单位时间内通过某一给定面积的热量。
3. 热对流指由于流体的宏观运动而引起的流体各部分之间发生相对位移，冷、热流体相互掺混所导致的热量传递过程。
4. 导热系数表征材料导热性能优劣的参数，数值上等于在单位温度梯度作用下物体内热流密度矢量的模。
取决于物质的种类和热力状态（温度和压力等）5. 对流换热流体流过固体表面时，对流和导热的联合作用，使流体与固体壁面之间产生热量传递的过程。
6. 辐射物体通过电磁波来传递能量的方式。
7. 热辐射物体因热的原因而发出辐射能的现象。
8. 辐射传热物体不断向空间发出热辐射，又不断吸收其他物体的热辐射，辐射与吸收过程的综合结果就造成了以辐射方式进行的物体间的热量传递。
9. 传热过程热量由壁面一侧的流体通过壁面传到另一侧流体中去的过程。
10. 传热系数表征传热过程强烈尺度的标尺，数值上等于冷热流体间温差1℃、传热面积 1 ㎡时的热流量的值。
11. 传热过程热阻面积热阻（见P14）第二章1. 温度场各个时刻物体中各点温度所组成的集合。
2. 稳态温度场物体中各点温度不随时间变化的温度场。
3. 非稳态温度场物体中各点温度随时间变化的温度场。
4. 均匀温度场物体中各点温度相同的温度场。
5. 一维温度场物体中各点温度只在一个坐标方向变化的温度场。
6. 二维温度场物体中各点温度只在二个坐标方向变化的温度场。
7. 等温面温度场中同一瞬间相同温度各点连成的面。
8. 等温线在任何一个二维截面上等温面表现为等温线。
9. 导热基本定律在导热过程中，单位时间内通过给定截面的导热量，正比于垂直该截面方向上的温度变化率和截面面积，而热量传递的方向则与温度升高的方向相反。
（傅里叶定律）10. 热流线一组与等温线处处垂直的曲线，通过平面上任一点的热流线与该点的热流密度矢量相切。
11. 热流通道相邻两条热流线之间所传递的热流量处处相等，相当于构成一个热流通道。
高一物理笔记
高一物理笔记高中物理笔记示例如下:笔记目录:1. 运动学- 匀速直线运动- 变速直线运动- 平抛运动- 简谐振动2. 力学- 牛顿第一定律- 牛顿第二定律- 作用力和反作用力- 运动和力的合成3. 热力学- 热力学第一定律- 热力学第二定律- 热传导4. 电磁学- 电场和静电场- 电荷分布和电场强度- 电势能和电势- 磁场和电磁场笔记内容:1. 运动学- 匀速直线运动:- 静止的物体在匀速直线运动的物体表面上滑行的运动- 两个物体在相同加速度下相对静止的运动- 变速直线运动:- 匀变速直线运动- 加速度越来越大的运动- 两个物体在相同速度下相对运动时的速度变化2. 力学- 牛顿第一定律:- 物体保持静止或匀速直线运动的状态,直到有外力作用于它为止。
- 物体所受的合力为零,即加速度为零时,物体保持静止或匀速直线运动。
- 牛顿第二定律:- 作用力与反作用力大小相等、方向相反,且作用于同一物体。
- 作用力和反作用力的总合力为零,物体不受外力时保持静止或匀速直线运动。
- 作用力和反作用力的分解:- 垂直于物体表面的压力- 水平和垂直于物体表面的压力- 两个物体之间的摩擦力3. 热力学- 热力学第一定律:- 热量不为零时不发生热传导。
- 物体中的热量取决于物体的温度和热量传递过程中损失的热量。
- 热力学第二定律:- 热量无法从一个物体传递到另一个物体,物体的温度总是均匀变化的。
- 热量会从高温物体传递到低温物体,但不会从低温物体传递到高温物体。
- 热传导:- 热传导的过程是,高温物体的热量传递给低温物体,导致物体温度的升高。
- 热量传递的方向总是从高温物体到低温物体。
4. 电磁学- 电场和静电场:- 电场是电荷产生的电场,电荷的分布决定电场的形式。
- 静电场是电场的强度、方向和大小随距离的变化而变化。
- 电荷分布和电场强度:- 自由电荷的分布决定电场的形式。
- 电场强度大小等于电荷之间的距离的平方除以电荷密度。
热力学
1、热力学系统与外界 （1）系统：从相互作用的物体中划出一 部分物体，此物体中仍包含大量 微观粒子。
系统—热力学研究的对象
（2）外界：与系统作用的其它部分。 （3）系统的分类： 孤立系统：与外界无物质交换，也
无能量交换。
封闭系统:与外界无物质交换，有能 量交换。
开放系统:与外界既有物质交换，又 有能量交换。
理想气体的物态方程： PV nRT
（4）理想气体： 宏观：严格遵从玻马定律、阿伏伽德罗定律、 焦耳定律的气体。 微观：可忽略气体分子之间的相互作用力 的气体。
通常压强不高的真实气体均可视为理想气体。
2、真实气体： 范德瓦尔斯方程
(
p
an2 V2
)(V
nb)
nRT
1mol :
(
p
a v2
1、机械能转换为热能
2、电能转换为热量
结论：在各种绝热过程中，让物体升高一定的温度 所需的功相等。 说明：系统经过绝热过程，由初态达 到终态，外界对系统所做的功仅取决 于初末两态，而与实际过程无关。
四、内能 U U U B U A WS
（1）定义：在热力学系统中，在做功与热量的 双重作用下，使系统所具有的总能量。
的每一个物体都与第三个物体处于热 平衡，则他们彼此也处于热平衡。 分析：
二、温标 温度测量： 温度计：利用水银或酒精的热胀 冷缩特性。
热力学温标：与任何物质特性无关。
单位：开尔文 K 在理想气体温标使用范围内，热 力学温标与理想气体温标一致。
§1.3 物态方程
一、物态方程： 对于一个简单可压缩系统而言：
引言：
热力学的研究对象：研究物质热运 动的规律。