熱力學的內容簡介,熱力學是什麼?

時間 2021-08-30 16:58:43

1樓:伊以柳

本書是為滿足國內工科院校材料專業學生了解和掌握熱力學原理和應用而引進出版的。

熱力學是理工科,比如物理、化學、工程等學科的重要基礎課程之一。在美國大學工學院的基礎課程裡,熱力學是機械、化工、航空、環境、材料等工程專業的必修課。 thermodynamics是為美國工學院本科生二年級的學生設定的普通熱力學課程,內容主要分三個部分:

第一部分為熱力學的基礎部分,闡述了熱力學第

一、第二定律、熵的統計學解釋、熱力學引數。第二部分主要討論了最基本的熱力學關係,如能量平衡、熱機和卡諾迴圈、不可逆過程、混合氣體行為、擴充套件的熱力學關係等。該部分還討論了相與相平衡、氣體與液體的行為以及相圖的概念。

第三部分介紹更接近實際的化學反應、化學平衡、氣體迴圈,以及與此相關的實際應用。這個部分結合工程科學的實際,強調熱力學與工業應用的關係,並以熱力學的理論為基礎討論工程熱力學概念和行為,比如燃料電池、製冷、熱機等。

本書條理有序、結構清晰、內容豐富,十分適於一般工學院的熱力學導論課程。同時,它也適用於相關專業的同類課程的參考。尤其本書所給出的思考作業題,內容十分廣泛,而且突出重點,切題實用。

本書出版時,針對國內教學特點對本書15,16兩章做了刪節。

2樓:鄭州科瑞耐火材料****

在環境作用下,系統從一個平衡態變化到另一個平衡態的過程,簡稱熱力過程。

熱力學過程的定義是一個熱力學系統由開始到完結的狀態中所涉及的能量轉變。在過程中,路徑會因為受到某一些熱力學的變數要保持常數而變得指定,以下將以共軛對來對熱力學過程進行解說,因為當其中一個變數設為常數時,剛好是另一個的共軛對。

熱力學是什麼?

3樓:匿名使用者

熱力學熱力學

thermodynamics

熱學的巨集觀理論,是從能量轉化的觀點研究物質的熱性質,闡明能量從一種形式轉換為另一種形式時應遵循的巨集觀規律。熱力學是根據實驗結果綜合整理而成的系統理論,它不涉及物質的微觀結構和微觀粒子的相互作用,也不涉及特殊物質的具體性質,是一種唯象的巨集觀理論,具有高度的可靠性和普遍性。

熱力學的完整理論體系是由幾個基本定律以及相應的基本狀態函式構成的,這些基本定律是以大量實驗事實為根據建立起來的。無論多少個物體互相接觸都能達到熱平衡,並且如果a物體同時與b、c兩物體處於平衡態,則b、c兩物體接觸時也一定處於平衡態而不發生新的變化,這一熱平衡規律稱為熱力學第零定律。由此可以引入一個狀態函式溫度,溫度是判定一系統是否與其他系統互為熱平衡的標誌。

熱力學第一定律就是能量守恆定律,是後者在一切涉及熱現象的巨集觀過程中的具體表現。描述系統熱運動能量的狀態函式是內能。通過作功、傳熱,系統與外界交換能量,內能改變 。

熱力學第二定律指出一切涉及熱現象的巨集觀過程是不可逆的。它闡明瞭在這些過程中能量轉換或傳遞的方向、條件和限度。相應的態函式是熵,熵的變化指明瞭熱力學過程進行的方向,熵的大小反映了系統所處狀態的穩定性。

熱力學第三定律指出絕對零度是不可能達到的。上述熱力學定律以及三個基本狀態函式溫度、內能和熵構成了完整的熱力學理論體系。為了在各種不同條件下討論系統狀態的熱力學特性,還引入了一些輔助的態函式,如焓、亥姆霍茲函式(自由能)、吉布斯函式等。

從熱力學的基本定律出發,應用這些態函式,經過數學推演得到系統平衡態的各種特性的相互聯絡,這就是熱力學的方法,也是熱力學的基本內容。熱力學理論是普遍性的理論,對一切物質都適用,這是它的特點。在涉及某種特殊物質的具體性質時,需要把熱力學的一般關係與相應的特殊規律結合起來。

例如討論理想氣體時,需要利用理想氣體的狀態方程,等等。平衡態的熱力學理論已經相當完善,並且得到了廣泛的應用。

在自然界中,處於非平衡態的熱力學系統(物理的,化學的,生物的)和不可逆的熱力學過程是大量存在的,並且和許多重要現象有關。非平衡態熱力學和不可逆過程熱力學是正在發展的一個重要領域。見不可逆過程熱力學。

4樓:匿名使用者

熱力學(thermodynamics)是從巨集觀角度研究物質的熱運動性質及其規律的學科。物理學的分支。它與統計物理學分別構成了熱學理論的巨集觀和微觀兩個方面。

熱力學主要是從能量轉化的觀點來研究物質的熱性質 ,它提示了能量從一種形式轉換為另一種形式時遵從的巨集觀規律,總結了物質的巨集觀現象而得到的熱學理論。熱力學並不追究由大量微觀粒子組成的物質的微觀結構,而只關心繫統在整體上表現出來的熱現象及其變化發展所必須遵循的基本規律。它滿足於用少數幾個能直接感受和可觀測的巨集觀狀態量諸如溫度、壓強、體積、濃度等描述和確定系統所處的狀態。

通過對實踐中熱現象的大量觀測和實驗發現,巨集觀狀態量之間是有聯絡的,它們的變化是互相制約的。制約關係除與物質的性質有關外,還必須遵循一些對任何物質都適用的基本的熱學規律,如熱力學第零定律、熱力學第一定律、熱力學第二定律和熱力學第三定律 等。熱力學以上列從實驗觀測得到的基本定律為基礎和出發點,應用數學方法,通過邏輯演繹,得出有關物質各種巨集觀性質之間的關係和巨集觀物理過程進行的方向和限度,故它屬於唯象理論,由它引出的結論具有高度的可靠性和普遍性。

但由熱力學得到的結論與物質的具體結構無關,故在實際應用時還必須結合必要的被研究物質物性的實驗觀測資料,才能得到定量的結果,這是熱力學研究的一個侷限性。

1、熱力學第零定律——如果兩個熱力學系統中的每一個都與第三個熱力學系統處於熱平衡(溫度相同),則它們彼此也必定處於熱平衡。

2、熱力學第一定律——能量守恆定律在熱學形式的表現。

3、熱力學第二定律——力學能可全部轉換成熱能, 但是熱能卻不能以有限次的實驗操作全部轉換成功 (熱機不可得)。 推**式s=q/t

4、力學第三定律——絕對零度不可達到但可以無限趨近。s=klnq

5樓:元路健

熱力學是熱學理論的一個方面。熱力學主要是從能量轉化的觀點來研究物質的熱性質,它揭示了能量從一種形式轉換為另一種形式時遵從的巨集觀規律。

熱力學是總結物質的巨集觀現象而得到的熱學理論,不涉及物質的微觀結構和微觀粒子的相互作用。因此它是一種唯象的巨集觀理論,具有高度的可靠性和普遍性。

熱力學三定律是熱力學的基本理論。熱力學第一定律反映了能量守恆和轉換時應該遵從的關係,它引進了系統的態函式——內能。熱力學第一定律也可以表述為:第一類永動機是不可能造成的。

熱學中一個重要的基本現象是趨向平衡態,這是一個不可逆過程。例如使溫度不同的兩個物體接觸,最後到達平衡態,兩物體便有相同的溫度。但其逆過程,即具有相同溫度的兩個物體,不會自行回到溫度不同的狀態。

這說明,不可逆過程的初態和終態間,存在著某種物理性質上的差異,終態比初態具有某種優勢。2023年克勞修斯引進一個函式來描述這兩個狀態的差別,2023年他給此函式定名為熵。

2023年,克勞修斯在總結了這類現象後指出:不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化,這就是熱力學第二定律的克氏表述。幾乎同時,開爾文以不同的方式表述了熱力學第二定律的內容。

用熵的概念來表述熱力學第二定律就是:在封閉系統中,熱現象巨集觀過程總是向著熵增加的方向進行,當熵到達最大值時,系統到達平衡態。第二定律的數學表述是對過程方向性的簡明表述。

2023年能斯脫提出一個關於低溫現象的定律:用任何方法都不能使系統到達絕對零度。此定律稱為熱力學第三定律。

熱力學的這些基本定律是以大量實驗事實為根據建立起來的,在此基礎上,又引進了三個基本狀態函式:溫度、內能、熵,共同構成了一個完整的熱力學理論體系。此後,為了在各種不同條件下討論系統狀態的熱力學特性,又引進了一些輔助的狀態函式,如焓、亥姆霍茲函式(自由能)、吉布斯函式等。

這會帶來運算上的方便,並增加對熱力學狀態某些特性的瞭解。

從熱力學的基本定律出發,應用這些狀態函式,利用數學推演得到系統平衡態各種特性的相互聯絡,是熱力學方法的基本內容。

熱力學理論是普遍性的理論,對一切物質都適用,這是它的優點,但它不能對某種特殊物質的具體性質作出推論。例如討論理想氣體時,需要給出理想氣體的狀態方程;討論電磁物質時,需要補充電磁物質的極化強度和場強的關係等。這樣才能從熱力學的一般關係中,得出某種特定物質的具體知識。

平衡態熱力學的理論已很完善,並有廣泛的應用。但在自然界中,處於非平衡態的熱力學系統(物理的、化學的、生物的)和不可逆的熱力學過程是大量存在的。因此,這方面的研究工作十分重要,並已取得一些重要的進展。

目前,研究非平衡態熱力學的一種理論是在一定條件下,把非平衡態看成是數目眾多的局域平衡態的組合,藉助原有的平衡態的概念描述非平衡態的熱力學系統。並且根據「流」和「力」的函式關係,將非平衡態熱力學劃分為近平衡區(線性區)和遠離平衡區(非線性區)熱力學。這種理論稱為廣義熱力學,另一種研究非平衡態熱力學的理論是理性熱力學。

它是以熱力學第二定律為前提,從一些公理出發,在連續媒質力學中加進熱力學概念而建立起來的理論。它對某些具體問題加以論證,在特殊的彈性物質的應用中取得了一定成果。

非平衡態熱力學領域提供了對不可逆過程巨集觀描述的一般綱要。對非平衡態熱力學或者說對不可逆過程熱力學的研究,涉及廣泛存在於自然界中的重要現象,是正在**的一個領域。如平衡態的熱力學和統計力學的關係一樣,從微觀運動的角度研究非平衡態現象的理論是非平衡態統計力學。

2004-06-20 選自:《物理學簡史》

6樓:年和暢茂裕

就是內能

熱力學系統的熱運動能量。廣義地說,內能是由系統內部狀況決定的能量。熱力學系統由大量分子、原子組成,儲存在系統內部的能量是全部微觀粒子各種能量的總和,即微觀粒子的動能、勢能、化學能、電離能、核能等等的總和

。由於在系統經歷的熱力學過程中,物質的分子、原子、原子核的結構一般都不發生變化,即分子的內稟能量(原子間相互作用能、原子內的能量、核能)保持不變,可作為常量扣除。因此,系統的內能通常是指全部分子的動能以及分子間相互作用勢能之和,前者包括分子平動、轉動、振動的動能(以及分子內原子振動的勢能),後者是所有可能的分子對之間相互作用勢能的總和。

內能是態函式。真實氣體的內能是溫度和體積的函式。理想氣體的分子間無相互作用,其內能只是溫度的函式。

通過作功、傳熱,系統與外界交換能量,內能改變

熱力學問題,熱力學的問題

1系統對外界做功為 w pdv 而吸收的熱量為 q du w 5 3k dt w而理想氣體滿足pv nrt,則有 pdv nrdt 所以 q 5 3k pdw nr w 5 3knr 1 w 5t0 3kpv0 1 w t0和v0是初態溫度和體積。2只看初末態,對於理想氣體,溫度沒變,內能就沒變。現...

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