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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
本章主要介绍了热学的基本概念和原理,包括热力学第一定律、热力学第二定律、热力学第三定律以及熵的概念。通过这些基本原理,本章旨在帮助学生理解热现象的本质,掌握热力学的基本规律,为后续学习热力学相关内容打下坚实的基础。
二、主要内容(分项列出)
1.小
热力学第一定律
热力学第二定律
熵的概念
热力学第三定律
2.编号或项目符号:
热力学第一定律:
1.能量守恒定律
2.热力学第一定律的表达式
3.热力学第一定律的应用
热力学第二定律:
1.热力学第二定律的表述
2.熵的概念
3.熵增原理
4.卡诺循环
熵的概念:
1.熵的定义
2.熵的物理意义
3.熵的计算方法
热力学第三定律:
1.热力学第三定律的表述
2.绝对零度的概念
3.热力学第三定律的应用
3.详细解释:
热力学第一定律:
热力学第一定律是能量守恒定律在热力学领域的体现。它指出,在一个封闭系统中,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。热力学第一定律的表达式为ΔU=QW,其中ΔU表示系统内能的变化,Q表示系统吸收的热量,W表示系统对外做的功。
热力学第二定律:
热力学第二定律描述了热现象的方向性。其表述有多种形式,其中之一为:不可能将热量从低温物体传递到高温物体而不引起其他变化。熵的概念是热力学第二定律的核心,熵增原理指出,在一个孤立系统中,熵总是趋向于增加。卡诺循环是热力学第二定律的一个典型应用,它描述了一个理想的热机循环过程。
熵的概念:
熵是热力学中一个重要的物理量,它表示系统的无序程度。熵的定义为:熵是系统内微观状态数目的对数。熵的物理意义在于,它反映了系统在热力学过程中可能发生的能量转化和传递的方向。熵的计算方法有多种,其中之一是使用统计力学的方法。
热力学第三定律:
热力学第三定律指出,当温度趋近于绝对零度时,任何纯净物质的熵趋于零。绝对零度是热力学温度的最低点,它是一个理论上的极限温度。热力学第三定律的应用包括低温物理学和量子力学等领域。
三、摘要或结论
本章介绍了热学的基本概念和原理,包括热力学第一定律、热力学第二定律、熵的概念和热力学第三定律。通过学习这些内容,学生可以理解热现象的本质,掌握热力学的基本规律,为后续学习热力学相关内容打下坚实的基础。
四、问题与反思
①热力学第一定律和第二定律之间的关系是什么?
②熵的概念在热力学中有什么重要意义?
③热力学第三定律在实际应用中有哪些例子?
[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]王志伟.热力学[M].北京:科学出版社,2016.
[3].热力学基本原理及其应用[J].物理学进展,2019,39(2):123145.