导图社区 热力学基础导图
热力是一门学科,内容涉及到电力,锅炉,高炉,热机等等,凡是与热能相关的机械和热力系统均为热力专业研究的对象。下图梳理了热力学一二定律、熵增加原理、热力学第二定律的统计意义、卡诺定理等。
这是一篇有关大学物理静止电荷的电场的思维导图,必备复习资料分享,方便大家备考时翻阅查看,提高复习效率,希望对大家备考有所帮助。
本思维导图是对大学物理第二章运动的守恒量和守恒定律知识的梳理,有助于学生的学习和记忆。动量守恒定律和能量守恒定律以及角动量守恒定律一起成为现代物理学中的三大基本守恒定律。
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热力学基础
热力学第零定律和第一定律
热力学第零定律
如果两个物体都与处于确定状态的第三物体处于热平衡,则该两物体彼此处于热平衡。
温度时决定一个物体是否与其他物体处于热平衡的宏观性质。
热力学过程
把所研究的物体或物体组叫做热力学系统
热力学过程:系统从一个平衡态过渡到另一个平衡态所经过的变化历程
功 热量 内能
p
做功:通过宏观的有规则运动(如机械运动、电流等)来完成。
传递热量:通过分子的无规则运动来完成的。
内能的改变量只决定于初末两个状态,而与所经历的过程无关。内能时系统状态的单值函数。
热力学第一定律
外界对系统传递的热量,一部分是使系统的内能增加,另一部分是用于系统对外做功。
系统由一个状态变化到另一种状态时,所做的功不仅取决于系统的初末状态,而且于系统所经历的过程有关。
热力学第一定律对于理想气体准静态过程的应用
等体过程 气体摩尔定容热容
在等体过程中,外界传给气体的热量全部用来增加气体的内能,而系统没有对外做功。
等压过程 气体摩尔定压热容
气体在等压膨胀过程中,所吸收的热量一部分用来增加内能,另一部分用于气体对外做功;气体在等压压缩过程中,外界对气体做功,同时内能减小,其和等于放出的热量。
迈耶公式
热容比
等温过程
等温膨胀过程中,理想气体所吸收的热量全部转化为对外所做的功;反之,在等温压缩时,外界对理想气体所做的功,将全部转化为传给恒温热源的热量。
绝热过程
理想气体在绝热压缩过程中,外界所做的功全部转化为气体内能的增加,使温度升高;在绝热膨胀过程中,他消耗本身的内能来对外做功,使温度降低。
循环过程 卡诺循环
循环过程
一个热力学系统从某一状态出发,经过一系列变化过程,最后又回到初始状态的过程。
Q=A,系统吸收(或放出的)的净热量等于系统对外所做的净功(或外界对系统所做的净功)。
卡诺循环
卡诺循环是在两个恒定的热源(一个高温热源,一个低温热源)之间工作的循环过程。
热力学第二定律
开尔文表述
不可能制成一种循环动作的热机,只从一个热源吸取热量,使之全部变为有用功,而不产生其他影响。
克劳修斯
热量不可能额自动的从低温物体传向高温物体。
两种表述的等价性
可逆过程和不可逆过程 卡诺定理
可逆过程和不可逆过程
不可逆过程
功变成热量
热量直接从高温物体传向低温物体
气体对真空的自由膨胀过程
气体迅速膨胀的过程
可逆过程
过程进行的无限缓慢,没有摩擦引起机械能的耗散
卡诺定理
在同样高低温热源(高温热源的温度为T1,低温热源的温度为T2)之间工作的一切可逆机,不论用什么工作物,效率都等于(p)
在同样高低温热源之间工作的一切不可逆的效率,不可能高于(实际上是小于)可逆机,即p
提高热机效率的途径
应当使实际的不可逆机尽量接近可逆机
尽量提高两热源的温度差,提高高温热源的温度
熵 玻尔兹曼关系
熵
在可逆过程中,p可看作系统的熵变
一个可逆循环中,系统的熵变为零
自由膨胀的不可逆性
实质上反映了这个系统内部发生的过程总是由概率小的宏观状态向概率大的宏观状态进行,亦即由包含微观状态数目少的宏观状态向包含微观状态数目多的宏观状态进行的。
玻尔兹曼关系
它是分子热运动无序性或混乱性的度量
可逆的绝热过程是个等熵过程
熵增加原理 热力学第二定律的统计意义
熵增加原理
与外界没有能量交换的系统叫做封闭系统
在封闭系统中发生的任何不可逆过程,都导致了整个系统的熵的增加,系统的总熵只有在可逆过程中才是不变的。
热力学第二定律的统计意义
一个不受外界影响的封闭系统,其内部发生的过程,总是由概率小的状态向概率大的状态进行,由包含微观状态数目少的宏观状态向包含微观状态数目多的宏观状态进行。