热力学定律公式
热力学第一定律总结
298 K时，H2(g)的∆cHmө = -285.83 kJ·mol-1, H2S(g)和 SO2(g)的∆fHmө分别为-20.63 kJ·mol-1和-296.83 kJ·mol-1。 求下列反应在498 K时的∆rUmө。已知水在373 K时的摩 尔蒸发焓∆vapHm (H2O, 373 K) = 40.668 kJ·mol-1. 2H2S (g) + 3O2 (g) = 2SO2 (g) + 2H2O(g)
其中，T2的值由理想气体绝热方程式(pVγ=C)求得。
3、Q的计算 、 的计算
• Q = ∆U – W • 如恒容，Q = ∆U • 如恒压，Q = ∆H
1. 绝热密闭体系里，以下过程的ΔU不等于零的是： A) 非理想气体混合 B) 白磷自燃 C) 乙醚挥发 D) 以上均为0 2.“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”。我国 春节有放鞭炮的习俗。在爆竹爆炸的过程中，以 下热力学量的符号表示正确的是(忽略点火时火柴 传递给引线的少量热量) ( ) A) Q<0，W<0，ΔU<0 B) Q<0，W=0，ΔU<0 C) Q=0，W<0，ΔU<0 D) Q=0，W=0，ΔU=0
nN2CV, m(N2)(T-T1) + nCuCV,误二： ∆U =∆UN2 + ∆UCu = 0
nN2CV, m(N2)*(T-T1) + nCuCV, m(Cu)*(T-T2) = 0
正确解法：
∆U =∆UN2 + ∆UCu = ∆UN2 + ∆HCu = 0 nN2CV, m(N2)*(T-T1) + nCuCp, m(Cu)*(T-T2) = 0
• 求火焰最高温度： Qp = 0, ΔH = 0 求火焰最高温度： • 求爆炸最高温度、最高压力：QV = 0, W = 0 求爆炸最高温度、最高压力： =0
热力学(三大定律)
1.0 mol R ln 2 5.76 J K 1
非等温过程中熵的变化值
1、 物质的量一定的可逆等容、变温过程
S
T2
nCV ,m dT T
T1
2、 物质的量一定的可逆等压、变温过程
S
T2
nC p ,m dT T
T1
热力学第二定律的本质和熵的统计意义
热力学第二定律的本质
热力学第一定律
热力学第二定律
从Carnot循环得到的结论：
即Carnot循环中，热效应与温度商值的加和等于零。
p
Q1 Q2 0 T1 T2
任意的可逆循环：
任意可逆循环
V
用相同的方法把任意可逆循环分成许多首尾连接的小卡诺循环。
前一循环的等温可逆膨胀线 就是下一循环的绝热可逆压缩线 (如图所示的虚线部分)，这样两 个绝热过程的功恰好抵消。
克劳修斯
在发现热力学第二定律的基础上，人们期望找到一个物理量，以 建立一个普适的判据来判断自发过程的进行方向。
克劳修斯首先找到了这样的物理量。1854年他发表《力学的热理 论的第二定律的另一种形式》的论文，给出了可逆循环过程中热 力学第二定律的数学表示形式，而引入了一个新的后来定名为熵 的态参量。1865年他发表《力学的热理论的主要方程之便于应用 的形式》的论文，把这一新的态参量正式定名为熵。并将上述积 分推广到更一般的循环过程，得出热力学第二定律的数学表示形 式。利用熵这个新函数，克劳修斯证明了：任何孤立系统中，系 统的熵的总和永远不会减少，或者说自然界的自发过程是朝着熵 增加的方向进行的。这就是“熵增加原理”，它是利用熵的概念 所表述的热力学第二定律。
H (相变） S (相变） T (相变）
高中物理中的热学中的重要公式
高中物理中的热学中的重要公式热学是物理学的一个重要分支，研究热量和能量转换的规律。
在学习热学的过程中，经常会用到一些重要的公式，这些公式具有很强的实用性和指导意义。
本文将介绍高中物理中热学中的几个重要公式。
一、热量Q计算公式热量是物体与外界交换能量的形式，可以通过温度变化来计算。
根据热力学的基本原理，热量的计算公式为：Q = mcΔT其中，Q表示热量，单位是焦耳(J)；m表示物体的质量，单位是千克(kg)；c表示物体的比热容，单位是焦耳/千克·摄氏度(J/(kg·°C))；ΔT表示温度的变化量，单位是摄氏度(°C)。
这个公式可以用于计算材料在温度变化过程中的热量变化，比如热传导、热辐射等。
二、热传导的热流量计算公式热传导是热能在固体、液体或气体中通过分子间的传递而引起的热平衡现象。
热传导的热流量可以通过以下的公式来计算：Q = kAΔT/Δx其中，Q表示热流量，单位是焦耳/秒(J/s)；k表示物体的导热系数，单位是焦耳/(米·秒·摄氏度)(J/(m·s·°C))；A表示传热面积，单位是平方米(m^2)；ΔT表示温度差，单位是摄氏度(°C)；Δx表示热传导的长度，单位是米(m)。
这个公式可以用于计算热传导过程中的热流量，比如导热管、导热材料等。
三、热辐射能量计算公式热辐射是物体由于内部热运动而释放能量的过程，主要通过电磁辐射方式传递。
热辐射的能量可以通过以下的公式计算：P = εσAT^4其中，P表示辐射功率，单位是瓦特(W)；ε表示物体的发射率，取值范围在0和1之间，无单位；σ表示斯特藩-玻尔兹曼常数，约为5.67×10^-8W/(m^2·K^4)；A表示物体的表面积，单位是平方米(m^2)；T表示物体的绝对温度，单位是开尔文(K)。
这个公式可以用于计算热电设备、辐射热传输等，也可以用于估计天体的表面温度。
气体热力学公式
气体热力学公式1.理想气体状态方程。
理想气体状态方程也称为通用气体状态方程，是描述气体物理特性的基本方程。
它的公式为：PV=nRT。
其中，P表示气体的压强，V表示气体的体积，n表示气体的物质量，R为气体常数，T表示气体的绝对温度。
由此，我们可以通过变形获得气体的不同性质。
2.热力学第一定律。
热力学第一定律是热力学中的基本定律之一，它描述了热和势能之间的关系。
它的公式为：△U=Q-W。
其中，△U表示系统内能的变化，Q表示系统所吸收的热量，W表示系统所做的功。
该定律说明了热量和功的贡献对系统能量的影响。
3.熵。
熵是热力学中的基本量，通常用符号S表示。
它的公式为：S=Q/T。
其中，Q表示系统所吸收的热量，T表示绝对温度。
熵是一个描述系统混乱程度的物理量，它反映了系统的无序程度。
4.热容。
热容是指物质在不同温度下吸收热量时所产生的温度变化。
在气体热力学中，我们通常使用比热容表示热容。
其公式为：Cv=△U/△T。
其中，Cv表示定容比热容，△U表示系统内能的变化，△T表示温度差。
热容是一个描述物质热力学特性的重要参数。
5.等压线和等温线。
等压线和等温线是气体热力学中的重要概念，它们可以帮助我们理解气体性质。
等压线是指在一定压力下，气体体积和温度之间的关系。
等温线是指在一定温度下，气体体积和压力之间的关系。
这两条线是气体状态方程PV=nRT等式的表现形式。
总之，气体热力学公式涵盖了气体性质、热力学定律、熵、热容和气体状态方程等方面，这些公式是解决气体热力学问题所必需的基础知识。
只有深入理解这些公式，我们才能更好地掌握气体热力学知识，实现对气体性质和转化过程进行有效的研究和应用。
热学公式
1、热力学第零定律在不受外界影响的条件下，两个热力学系统同时与第三个热力学系统处于热平衡，则两个热力学系统也必定处于热平衡。
2、在宏观上，温度是决定一系统是否与其它系统处于热平衡的物理量。
一切互为热平衡的系统都具有相同的温度值。
开氏温标 理想气体定律：P tr 为气体温度计在水的三相点时的压强。
热力学温度与摄氏温度的关系： t = T- 273.15物态或状态方程 1、玻意耳定律P V = C (当T 不变) 2、盖吕萨克定律V = V 0（1 + αV t ） (P 不变) 气体膨胀系数αV 3、查理定律P = P 0（ 1 + αP t ） (V 不变) 气体压强系数 αP①该三条定律近似地适用于所有气体，只要温度不太低，则气体愈稀薄（低压气体），以上三式就能愈准确地描述气体状态的变化；②在气体无限稀薄的极限下，所有气体的αV 、αP 趋于共同的极限α ，其数值约为1/273。
αV =αP = 1/T 0=1/273 理想气体物态方程 1、同一成份（A ）同一状态之间关系（门捷列夫-克拉珀龙方程）PV = ν RT =(M/M mol )RT γ为混合气体的总摩尔数γ1+γ2 （B ）同一系统不同平衡态之间关系： P 1V 1 / T 1 = P 2V 2 / T 2 2、道尔顿分压定律混合气体总压强等于各种组分的分压强之和。
P = P 1+P 2+……+P n3、几种成份：P = P 1 + P 2 + ...... + P n = ( ν1 + ν2 + ......+ νn )RT/ VR = 8.31 J mol -1 K -1称为普适气体常量。
阿伏伽德罗常数：N A = 6.02× 10 23 mol -1理想气体的微观模型无外场时，分子在各处出现的概率相同 N 个分子给予器壁的压强n ：分子数密度分子热运动平均平动动能 压强公式：trX XK X T 16.273)(=0()PV T P Rγ=()273.16limtr P trP T P K P →=⋅单位时间内碰在单位面积器壁上平均分子数理想气体物态方程的另一种形式k = R/N A = 1.38×10-23 J K -1温度的微观意义 温度是平衡态系统的微观粒子热运动程度强弱的量度。
热力学第一定律的内容及公式
热力学第一定律的内容及公式热力学第一定律是物理学中一个重要的定律，它总结规定了热力学系统内物质的状态变化，通常也被称为“平衡态定律”，它是一个重要的理论框架，将热力学和它的应用的范围从物理学的实验室延伸到日常生活中所涉及的广泛的应用领域。
热力学第一定律的概念源自19世纪末的欧洲，但直到20世纪初，才形成了它的形式化定义。
1923年，康涅狄格州立大学随后，热力学第一定律被定义为“能量不会因某些热力学过程而创造或消失，热量只能从一个体系传到另一个体系”。
那时，热力学第一定律只是具有普遍性的概念，并没有被用来作为实际工程设计的工具，直到20世纪30年代，随着实验结果的出现，热力学第一定律才得到实际应用。
热力学第一定律的原理说明，尽管有内部热量转换的时候，热力学系统的总能量保持不变，这就意味着能量在绝对的状态下保持不变，而不是简单的动能和位能的变化。
在热力学过程中，能量是不可替代的，也就是说，当一个体系失去某些能量时，这个体系必须从其他体系获得一些新的能量，以保持总能量的恒定性。
因此，热力学第一定律可以用克里斯特公式表达，即：ΔU = Q - W其中，Δu表示系统的总能量变化，Q表示从外部传入的热能，W 表示系统中发生的功的大小。
此外，热力学第一定律建立在热力学的基本假设上，即物质处于恒定温度、恒定压力和恒定体积的条件下受到平衡时，物理密度不变。
据此，热力学第一定律可以用以下公式表示：ΔU = Q - PV其中，Δu表示物质总能量的变化，Q表示物质吸收热量，P表示物质的压强，V表示体积的变化。
热力学第一定律的定义及其表达形式已经被用来作为描述热力学系统在平衡状态下的物理定律，不仅用于理解实验室行为，也是工程设计和工业应用的基础。
热力学第一定律的重要性不能被夸大，它可以帮助我们理解热力学系统处于热平衡，内部能量流动以及能量从一个体系传至另一个体系的过程，从而为工程设计和工业应用提供重要的理论支持。
此外，热力学第一定律还可以用来解释质能守恒定律，即宇宙的总能量是恒定的，宇宙中所有的物质系统总能量保持不变，在每一个时刻，物质系统内的总能量量是不变的。
第二章热力学第一定律
W=We（体积功）+Wf（非体积功）
体积功
自由膨胀（真空膨胀）
pe=0 We=-pedV=0
计算公式
一次等外压膨胀 多次等外压膨胀
pe 保持恒定 We=-pe(V2-V1) 膨胀分两步第一步外压p1.第二步p2 We=-p1(V2-V1)-P2(V3-V2)
外压pe总是比内压pi小衣柜无限小的膨胀
pe=pi-dp We=-nRTln(V2/V1)
Qp=U+pV
dU=δQ+δW=δQ+δWe+δWf
没有相边和和化学变化且不做非体积功的均相封 闭系统，系统升高单位热力学温度时所吸收的热 成该系统的热容
等压热和焓
符号C
影响因素：系统的质量或者物质的量，以及升温条件有关
<Cp>(T)=Qp/(T2-T1) 升温会导致热容发生变化所以一般T2-T1→0
Qp=Qv+△nRT
两者的关系
等压下为等压热 等容下为等容热
化学反应热
溶解热：将一定量溶质溶于溶剂中的热效应
稀释热：将一定量的纯溶剂假如溶液中的热效应
溶解热和稀释热（等压）
混合热：将两种不同物质混合是的热效应
△H（相变）=Qp（相变）
△U=△H-p△V=△H-pVg（有气体参与）
纯净物的相变实在等温等压下进行的
宏观性质
广延性质
是系统物质的量n的一次齐函数
具有加和性，整个系统的某个广度性质等于该系 统中各部分该种广度性质的加和
其数值仅取件与系统自身的特性，与系统的数量 无关
强度性质
是系统物质的量n的零次齐函数
不具有加和性
平衡：系统的各性质不再随时间而改变，也没有 可以使系统和环境之间或系统内部发生物质交 换，能量交换和化学反应力的存在
热力学第一定律应用
3 2 V1(
pa
pc )
450R
300
c
b
循环过程中系统吸热
O
1
2 V（10-3m3）
Q1 Qab Qca 600R ln 2 450R 866R
循环过程中系统放热
此循环效率
Q2 Qbc 750R
1
Q2 Q1
1
750R 866R
13.4 00
29
例 逆向斯特林致冷循环的热力学循环原理如图所示
当高温热源的温度T1一定时，理想气体卡诺循环的致 冷系数只取决于T2 。 T2 越低，则致冷系数越小。
26
三、 卡诺定理
1. 在温度分别为T1 与T2 的两个给定热源之间工作的一切可 逆热机，其效率 相同，都等于理想气体可逆卡诺热机的
效率，即
1 Q2 1 T2
Q1
T1
2. 在相同的高、低温热源之间工作的一切不可逆热机，其
曲线起始于同一点. n可取任意值，不同n对应不同的过程曲线。
16
3种多方过程方程：
理想气体多方过程的定义 ：
pV n C
再根据理想气体的状态方程：
PV RT
以T、V或T、p为独立变量，还可有如下多方过程方程 ：
TV n1 C
p n1 Tn
C
17
二、多方过程摩尔热容
设多方过程的摩尔热容为Cn.m ，则：
dQ Cn,mdT
根据理想气体的热一律，可得：
Cn,m dT CV ,m dT pdV
在两边分别除以 dT
Cn,m
CV ,m
p( dVm dT
)n
CV ,m
p( Vm T
)n
式中的下标n 表示是沿多方指数为n 的路径变化。
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热力学定律公式
一、热力学定律
1. 热力学第一定律：能量守恒定律（一次动力学）
说明：热力学第一定律，又称能量守恒定律，是物理学中长期研究的定律之一，它解释了发生物理和化学变化时能量的守恒，即变化时物质中不能创造或者毁灭能量，只能以多种形式相互转换。
根据定律，考虑任何物理或化学变化，变化前后所有物质的总能量减少、增加或者保持不变，只要能量不会增加或减少，熵值也就守恒了。
2. 热力学第二定律：温度无差异可降低定律
说明：热力学第二定律，又称温度差异可降低定律，主要指非完全开放系统的能量变化。
它描述如果将两种不同温度的物质在同一热源中结合，其能量的差异越大，它们的总热量就越小，而它们最终会趋向同一温度，这个标准温度称为热力学平衡。
3. 热力学第三定律：熵递增定律
说明：这条定律表明物质的总体熵（不均匀性）在实验室可以观察到的不动变量范围内，总是递增的，熵的定义是描述一个热动力系统的守恒性的度量的物理量。
熵增加表示热动力系统脱离强有序状态，向混乱状态发展。
4. 热力学第四定律：Carnot定律：
说明：Carnot定律是描述热机内热量转换机制规律的物理定律，它描述热机之间的效率。
热机是指可以利用热源能量转化为机械能和其他能源的装置，如发动机和内燃机。
简言之，Carnot定律规定热机的效率只与其温度有关，温度越高，效率越高。
二、热力学的应用
1. 热量转换
热量的转换由热力学的基本定律来决定，一个系统在能量变化的过程中，不可能出现能量的创造或灭活，变量时形式只会改变，典型的转换过程有热机转换、热泵、制冷机和制热机等，热力学定律是这些机器设计和运行的准则。
2. 热物理学
热物理学是用来研究物质性质如热容、熵和热导率与温度、压力之间关系的物理学分支，热量动力学方程以及热容性质、熵和热导率的定义都是热力学定律的重要应用。
3. 热交换
热的交换受制于热力学的定律，在热交换的过程中，热量随着能量的流动而流动，热交换要么提供也要么消耗能量，如果两个热源直接隔绝而不交换能量，最终会达到一个平衡温度。
4. 热动力学
热动力学是科学和工程领域重要的学科，它包括热力学、热物理学、
流体力学和传热学等方程的应用，它不仅能推导物质的变化模式，而且可以快速得到动力变化的速率，以及热容和热导率的变化，。