导图社区 热力学思维导图
大学物理力学部分知识点总结，包含基本概念、 热力学第一定律、理想气体的热力学过程、循环过程等，干货满满！ 本人以满绩。
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热力学
基本概念
热力学系统
热力学研究对象，大量微观粒子组成的宏观客体
分类
孤立系
无无物质能量交换
封闭系
仅有能量交换
开放系
有物质和能量交换
描述
平衡态可用一组态参量描述
子主题
图4
系统平衡态在状态图为一个点
内能
由其热力学状态决定的能量
热力学过程
系统状态随时间变化的过程
非静态过程
过程中系统状态变化比系统弛豫快 过程中每一个状态都是非平衡态
弛豫：平衡破坏后系统再次达到平衡的过程
准静态过程
理想化模型
进行的无限缓慢，在过程的每一瞬间， 系统的状态都可看做平衡态
表示：状态图上的一条线6
改变内能的方式
做功
准静态过程中，系统对外界做功
与外界对系统所做功等大异号 是过程量
元功
总功
功是系统内分子的无规则热运动能量与 外界有规则运动的能量之间的转换
图示8
传热
热量
传热过程中所传递热量的多少
热容
系统温度升高单位温度（1K）时所吸收的热量
过程量
是系统内外分子无规则热运动能量之间的转换
摩尔定容热
摩尔定压热
异同
同
改变系统热运动状态的作用等效
异
物理本质不同
宏观功和微观功（热）
热力学第一定律
发现者（了解）
迈尔
动物散热与做功
焦耳
当量实验
热功当量与做功无关
寻找第一类永动机失败
不消耗任何能量就能对外持续做功的装置
表明对外做功必须以系统自身的内能减少或从外界吸热为代价
表述
系统从外界吸收的能量，一部分用于增加系统能量，另一部分用于对外做功
第一类永动机不可能制成
公式
Q从外界吸收的能量 A系统对外界做的功 ΔU系统内能的增加量
是能量守恒在热现象中的体现，适用于一切热力学过程
公式汇总
理想气体状态方程
理想气体内能公式
准静态过程做的功
理想气体的热力学过程
等体过程
图
过程方程
系统对外界做功
系统内能增量
吸热全部用来增加系统内能
摩尔定体热容
只与分子自由度有关 与温度无关
等压过程
系统吸收的热量
摩尔定压热容
比热容比
理想气体的
与自由度有关
等温过程
吸热和对外做功
相等 是理想的热功转换过程
绝热过程
没有热交换，理想化过程(绝热良好或过程很快可近似)
热力学第一定律+理想气体状态方程
区分等温线
绝热膨胀时压强不仅因分子数密度变小而减小 还因为温度降低而减小
绝热膨胀
热量Q=0
功A=0
内能变化
温度变化
ΔT=0
对比图25
循环过程
定义
系统从某状态出发，经历一系列变化后 又回到初始状态的整个过程
循环的物质称为工质
基本特征
经历一次循环后内能不变
ΔU=0
准静态循环可用状态图上的一条有向闭合曲线表示
净功
一次循环中P-V图曲线包围的面积
顺时针
正循环
热机
系统对外做功
逆时针
逆循环
制冷
外界对系统做功
热机循环
功-热转换关系
Q1一次循环吸热总和 A一次循环系统对外做净功 1Q21一次循环放热总和（Q2<0）
热机效率
卡诺循环
卡诺热机
热机必须存在温差 任何不以做功为目的的热传导都是浪费
工质只与高，底温两个温度的恒温热源进行热交换
没有热损失，漏气，摩擦等耗散因素
两个绝热和两个等温过程组成
过程
1--2等温膨胀，工质与高温热源T1接触，吸热Q1
3--4
等温压缩，工质与低温热源T2接触，放热1Q21
2--3
4--1
效率
只与恒温热源的温度有关
热温比:系统从某热源吸热与其温度之比
熵及熵增加原理
热力学第二定律
