大学物理之热学

关于大学物理之热学的思维导图，内容有气体动理论、热力学第二定律、热力学第一定律，欢迎交流！，

热学

• 气体动理论
  • 理想气体物态方程
  • 能量均分定理
    • 自由度
      • 决定一个物体的空间位置所需要的独立坐标数
    • 能量均分定理
      • 在温度为T 的平衡态下，气体分子每个自由度的平均动能都相等，等于1/2kT
      • 一个理想气体分子的平均动能：
  • 理想气体的内能
    • 定义：分子层次上的热运动能量之和。
    • 对于1摩尔理想气体，内能为
    • 对于总质量为 m 的理想气体，内能为：
  • 麦克斯韦-玻尔兹曼分布定律
    • 物理意义：速率 v 附近单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比
    • 速率分布函数
    • 麦克斯韦分布曲线
    • 分子运动的三种统计速率
      • 最概然速率——分布曲线对应的极大值
      • 平均速度——期望
      • 方均根速率——二阶原点矩开方
      • 三者关系
  • 气体分子的平均自由程
    • 分子平均碰撞频率
    • 平均自由程
• 热力学第二定律
  • 热力学第二定律
    • 热力学第二定律的两种表述
      • 开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用的功而不引起其他变化
      • 克劳修斯表述：不可能使热量从低温物体转向高温物体而不引起其他变化
    • 热力学第二定律的两种表述的等价性 （一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的）
      • 开尔文表述：热功转换（违反开尔文表述的机器+制冷机）
      • 克劳修斯表述：热传导（违反克劳修斯表述的机器+热机）
  • 熵
    • 熵是系统分子热运动无序程度的量度
    • 玻尔兹曼熵
    • 克劳修斯熵
    • 当孤立系统处于平衡态时，其熵达到最大——克劳修斯熵是玻尔兹曼熵的最大值
• 热力学第一定律
  • 热力学第零定律
    • 热平衡 热力学第零定律（热平衡定律）
      • 如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡，则这两个热力学系统也处于同一热平衡
  • 热力学第一定律
    • 一个热力学系统从一个平衡态转变到另一个平衡态的过程中，从外界吸收的能量等于系统内能的增量以及对外界作功之和
    • 第一类永动机是不可能实现的
  • 热力学第一定律对理想气体的应用 （理想气体的准静态过程）
  • 热机效率 卡诺定理
    • 循环过程
      • 一个热力学系统从某一状态开始变化经过一系列状态变化后又回到原来状态的整个过程称为循环过程
    • 热机效率
    • 制冷机 制冷系数
    • 卡诺循环
      • 理想气体卡诺循环的效率只与两个热源的温度有关，而与气体的种类无关
      • 卡诺热机
      • 卡诺制冷机