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普通物理学教程热学秦允豪第四版第五章

一、主题/概述

热学是普通物理学教程中的一个重要章节，主要研究物质的热性质和热现象。本章将围绕热学的基本概念、热力学第一定律、热力学第二定律以及热力学系统等内容展开讨论。通过学习本章内容，读者将能够理解热量的传递、热平衡、热力学过程以及热力学定律等基本概念，为后续学习热力学和热工程打下坚实的基础。

二、主要内容（分项列出）

1.小

热学基本概念

热力学第一定律

热力学第二定律

热力学系统

2.编号或项目符号：

热学基本概念：

1.热量与温度

2.热传递方式

3.热平衡

4.热容量与热导率

热力学第一定律：

1.能量守恒定律

2.内能变化

3.热力学第一定律的应用

热力学第二定律：

1.熵的概念

2.熵增原理

3.热力学第二定律的应用

热力学系统：

1.系统与外界

2.状态变量

3.状态方程

3.详细解释：

热学基本概念：

1.热量与温度：热量是物体内部微观粒子运动的总能量，温度是物体热状态的量度，通常用摄氏度或开尔文表示。

2.热传递方式：热传递有三种方式，即传导、对流和辐射。传导是通过物体内部微观粒子的碰撞传递热量；对流是通过流体（液体或气体）的流动传递热量；辐射是通过电磁波传递热量。

3.热平衡：当两个物体接触时，如果它们之间没有热量交换，则它们处于热平衡状态，此时它们的温度相等。

4.热容量与热导率：热容量是物体吸收或释放热量时温度变化的能力，热导率是物体传导热量的能力。

热力学第一定律：

1.能量守恒定律：能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。

2.内能变化：内能是物体内部微观粒子的总能量，内能变化可以通过做功或热传递来实现。

3.热力学第一定律的应用：热力学第一定律可以用来计算系统内能的变化、做功和热传递之间的关系。

热力学第二定律：

1.熵的概念：熵是系统无序程度的量度，熵增原理表明在一个孤立系统中，熵总是趋向于增加。

2.熵增原理：在一个孤立系统中，熵的变化总是大于或等于零。

3.热力学第二定律的应用：热力学第二定律可以用来判断热机的工作效率、热力学过程的可行性等。

热力学系统：

1.系统与外界：系统是指被研究的一部分物质，外界是指系统以外的其他物质。

2.状态变量：状态变量是描述系统状态的物理量，如温度、压力、体积等。

3.状态方程：状态方程是描述系统状态变量之间关系的方程，如理想气体状态方程。

三、摘要或结论

本章介绍了热学的基本概念、热力学第一定律、热力学第二定律以及热力学系统等内容。通过学习，读者应掌握热量的传递、热平衡、热力学过程以及热力学定律等基本概念，为后续学习热力学和热工程打下坚实的基础。

四、问题与反思

①热传递的三种方式在实际应用中如何区分？

②热力学第一定律和第二定律在实际问题中的应用有哪些？

③如何理解熵增原理在热力学系统中的作用？

[1]秦允豪.普通物理学教程：热学[M].北京：高等教育出版社，2018.

[2]王家骥.热力学[M].北京：科学出版社，2016.

[3].热力学基本概念与原理[J].物理学进展，2015，35（2）：123145.