第一篇：熱力學(xué)總結(jié)及學(xué)習(xí)感想

熱

力 學(xué) 總 結(jié) 及 學(xué)習(xí)感 想

姓名：劉超

學(xué)號(hào)：11081020107

專業(yè)班級(jí)：自動(dòng)化113班

學(xué)習(xí)感想

“自1887年，奧斯特瓦爾德（Ostwald）和范特霍夫（van’t Hoff）創(chuàng)辦了世界上第一份《物理化學(xué)雜志》便標(biāo)志著物理化學(xué)學(xué)科的誕生，而經(jīng)過(guò)一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展它亦形成了一門內(nèi)容十分豐富的學(xué)科。（劉國(guó)杰 《物理化學(xué)導(dǎo)讀》 科學(xué)出版社）”。雖然這學(xué)期對(duì)物理化學(xué)的學(xué)習(xí)僅限于第一章的氣體、第二章的熱力學(xué)第一定律、第三章的熱力學(xué)第二定律，但對(duì)于我來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠了，已經(jīng)有了充足的時(shí)間能讓我對(duì)這門學(xué)科進(jìn)行系統(tǒng)性的認(rèn)識(shí)，掌握對(duì)其的學(xué)習(xí)方法。剛接觸物理化學(xué)這個(gè)名詞時(shí)對(duì)于這門即將學(xué)習(xí)的學(xué)科產(chǎn)生了些許疑問(wèn)。高中的課程也有過(guò)物理、化學(xué)，但他們兩者之間能有什么聯(lián)系嗎？當(dāng)時(shí)我還真的沒(méi)有找出答案，感覺(jué)這完全是兩個(gè)不著邊的學(xué)科。隨著學(xué)習(xí)的深入才發(fā)現(xiàn)原來(lái)他們兩個(gè)是緊密相連的，“物理化學(xué)是利用物理學(xué)的原理和實(shí)驗(yàn)方法研究化學(xué)理論問(wèn)題的學(xué)科。(劉國(guó)杰 《物理化學(xué)導(dǎo)讀》 科學(xué)出版社)”。而數(shù)學(xué)作為物理學(xué)的基礎(chǔ)也穿插其中并扮演了十分重要的角色，特別是那一大堆的偏微分公式。這真是一件讓人見(jiàn)著就頭痛的事，因?yàn)榍捌跊](méi)有好好學(xué)習(xí)高數(shù)所以要理解這些公式對(duì)我來(lái)說(shuō)便顯得特別的吃力。為了能跟上老師的節(jié)奏只有自己利用課后時(shí)間復(fù)習(xí)高數(shù)，但光復(fù)習(xí)高數(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。比如對(duì)于高中學(xué)習(xí)過(guò)的氣體狀態(tài)方程：pV=nRT，熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的轉(zhuǎn)換關(guān)系：T=（t/℃+273.15）K，兩分子間總的作用勢(shì)能：E?E吸引?E排斥=-AB +早已忘記其中各個(gè)字母所代表的的物理量和含義了。由于其616rr是一個(gè)交叉的，覆蓋面廣的學(xué)科，在復(fù)習(xí)以前知識(shí)的同時(shí)也要自己去了解課外的知識(shí)，并將它們?nèi)跁?huì)貫通。這些也讓我逐漸接受了一個(gè)觀念，夸大了教師在學(xué)習(xí)上的作用。“關(guān)于教與學(xué)，向來(lái)就有獵槍與干糧，魚(yú)與漁之爭(zhēng)，干糧與魚(yú)總有吃盡的時(shí)候，而唯有成為漁翁和獵人才有取之不盡的食物，那種把一切都在課堂上講懂的是不負(fù)責(zé)任的大學(xué)教師，一個(gè)孩子總要斷奶，教師的作用是釋疑，使學(xué)生在學(xué)習(xí)上少走彎路、事半功倍。丟掉幻想，一切靠自己專研、思考和領(lǐng)悟。這猶如沒(méi)有包治百病的靈丹妙藥，根本不可能存在適合任何人的學(xué)習(xí)方法。（百度文庫(kù)《物理化學(xué)的學(xué)習(xí)方法》）”。而我們?nèi)狈Φ恼悄欠N自學(xué)、自我思考、領(lǐng)悟的精神，不懂得將所學(xué)的知識(shí)彼此串聯(lián)起來(lái)。

如今通過(guò)對(duì)物理化學(xué)這門課程的學(xué)習(xí)，我知道了自學(xué)與思考的重要性并開(kāi)始有意識(shí)的培養(yǎng)自己這方面的能力。明白了以前那套死記公式的方法是行不通的，公式并不重要重要的是公式的推導(dǎo)和使用條件及意義。以下就是我對(duì)第二章熱力學(xué)第一定律與第三章熱力學(xué)第二定律的一些總結(jié)。

總結(jié)

一、熱力學(xué)第一定律

定義：“能量有各種各樣形式，并能從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式，但在轉(zhuǎn)變過(guò)程中能量的總數(shù)量不變，將能量守恒原理應(yīng)用在以熱與功進(jìn)行能量交換的熱力學(xué)過(guò)程，就稱為熱力學(xué)第一定律。（肖衍繁 《物理化學(xué)（環(huán)境類）》 天津大學(xué)出版社）”。

?U?Q?W

若系統(tǒng)變化為無(wú)限小量時(shí)，上式寫(xiě)成

dU?δQ?δW

規(guī)定系統(tǒng)吸熱為正，放熱為負(fù)。系統(tǒng)得功為正，對(duì)環(huán)境作功為負(fù)。

關(guān)于系統(tǒng)狀態(tài)函數(shù)的一個(gè)重要結(jié)論：“系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)只取決于系統(tǒng)狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)的狀態(tài)確定后，系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)就有確定的值；當(dāng)系統(tǒng)由某一狀態(tài)變化到另一狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)的變化值只取決于始、終兩狀態(tài)，而與系統(tǒng)變化的具體路徑無(wú)關(guān)。（肖衍繁 《物理化學(xué)（環(huán)境類）》 天津大學(xué)出版社）”。

1.焓的定義式

H?U?pV

焓是狀態(tài)函數(shù)，具有廣度性質(zhì)，并具有能量的量綱，但沒(méi)有確切的物理意義。

def焓變

（1）?H??U??(pV)

式中?（pV）為pV乘積的增量，只有在恒壓下?(pV)?p(V2?V1)在數(shù)值上等于體積功。

1（2）

?U??nCv,mdT2

此式適用于理想氣體單純pVT變化的一切過(guò)程，或真實(shí)氣體的恒壓變溫過(guò)程，或純的液體、固體物質(zhì)壓力變化不大的變溫過(guò)程。

2.熱容

定義：在不發(fā)生相變化和化學(xué)變化的前提下，系統(tǒng)與環(huán)境所交換的熱與由此引起的溫度變化之比稱為系統(tǒng)的熱容。

C?lim(?T?0defQ?Q)??TdT

由某一溫度變化范圍內(nèi)測(cè)得的熱交換值計(jì)算出的熱容值，只能是一個(gè)平均值，稱為平均熱容。即(1)定壓熱容和定容熱容

CP?Cv?（2）摩爾定壓熱容和摩爾定容熱容

C?—Q?T

?QPdTdT?(?H?(?U?T?T)P)V

?QPCp,m?Cp,m?CPCvnn?(?(?Hm?T?T)p)v

?Um上式分別適用于無(wú)相變變化、無(wú)化學(xué)變化、非體積功為零的恒壓和恒容過(guò)程。

3標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓

定義：在溫度為T，參與反應(yīng)各物質(zhì)均處在標(biāo)準(zhǔn)下，1mol?相的化合物B在純氧氣中氧化反應(yīng)至指定的穩(wěn)定產(chǎn)物時(shí)，將該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓稱為化合物B（?）在溫度T時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓，用符號(hào)?cHm表示。

4.標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓

????rHm??VB?fHm(B,?)???VB?CHm(B,?)

式中?fHm(B,?)及?cHm(B,?)分別為相態(tài)為的物質(zhì)B的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓和標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓。上式適用于?=1 mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的反應(yīng)。??

二、熱力學(xué)第二定律

關(guān)于定義的兩種代表性的說(shuō)法：

克勞修斯說(shuō)法:“不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化?！?開(kāi)爾文說(shuō)法：“不可能從單一熱源取出熱并使之全部變?yōu)楣Χ灰鹌渌兓??！?/p>

1.卡洛循環(huán)

定義：熱機(jī)熱機(jī)的效率定義為

（恒溫膨脹），向低溫?zé)嵩碩2放熱Q2，同時(shí)對(duì)外做功（-W）。T1吸收Q1???defW Q1即對(duì)外做功（-W）占從高溫?zé)嵩次鼰酫1的比例。

2熵函數(shù)

定義：表示體系中微觀粒子混亂度的一個(gè)熱力學(xué)函數(shù)。

dS??QrT

3.熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式

?S??BAAB?QT

4.亥姆霍茲函數(shù)

A?U?TS

A稱為亥姆赫茲函數(shù)，它和H一樣由狀態(tài)函數(shù)組合得來(lái)，顯然也是系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)，也和U、H一樣是廣度性質(zhì)。

def5.吉布斯函數(shù)

G?H?TS

在等溫等壓條件下，一個(gè)封閉系統(tǒng)所能做的最大非體積功等于其吉布斯函數(shù)的減少。若過(guò)程不可逆，則所能做的最大非體積功小于其吉布斯函數(shù)的減少；反過(guò)來(lái)則是環(huán)境對(duì)系統(tǒng)所做的非體積大于其吉布斯函數(shù)的增加。

def6.四個(gè)基本公式

dH?TdS?Vdp dA??SdT?pdV

dU?TdS?pdV dG??SdT?Vdp

其中

?U?H?U?A)V?()p p??()S??()T ?S?S?V?V?H?G?A?G v?()S?()T S??()V??()P

?P?P?T?T T?(主要參考文獻(xiàn): 《物理化學(xué)導(dǎo)讀》 劉國(guó)杰 黑恩成編著 科學(xué)出版社

《多媒體CAI物理化學(xué)》（第四版）傅玉普編著 大連理工大學(xué)出版社 《物理化學(xué)（環(huán)境類）》 肖衍繁編著 天津大學(xué)出版社 《物理化學(xué)》 劉彬 盧榮主編 華中科技大學(xué)出版社

第二篇：工程熱力學(xué)學(xué)習(xí)感想

前言：工程熱力學(xué)是以研究熱能與其他形式的能量相互轉(zhuǎn)換規(guī)律、工質(zhì)的熱力性質(zhì)及各種熱力裝置工作情況的分析的一門學(xué)科。目前，熱力學(xué)的研究范圍已涉及到化工、空調(diào)以及近代的低溫、超導(dǎo)、電磁及生物等各個(gè)領(lǐng)域。工程熱力學(xué)屬于應(yīng)用科學(xué)的范疇，是工程科學(xué)的重要領(lǐng)域之一，是工程類各專業(yè)本科生重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是研究熱能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的基本原理和規(guī)律，一提高熱能利用為基礎(chǔ)的一門學(xué)科。

工程熱力學(xué)是研究熱能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的基本原理和規(guī)律，一提高熱能利用為基礎(chǔ)的一門學(xué)科，屬于應(yīng)用科學(xué)的范疇，是工程科學(xué)的重要領(lǐng)域之一，是工程類各專業(yè)本科生重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是農(nóng)業(yè)工程類、能源工程類、、電氣信息類等專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課之一。工程熱力學(xué)是關(guān)于熱現(xiàn)象的宏觀理論，它主要以熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律作為推理的基礎(chǔ)，通過(guò)物質(zhì)的壓力、溫度、比容等宏觀參數(shù)和受熱、冷卻、膨脹、收縮等整體行為，對(duì)宏觀現(xiàn)象和熱力過(guò)程進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)熱力系統(tǒng)、熱力平衡、熱力狀態(tài)、熱力過(guò)程、熱力循環(huán)和工質(zhì)的分析研究，改進(jìn)和完善熱力發(fā)動(dòng)機(jī)、制冷機(jī)和熱泵的工作循環(huán)，提高熱能利用率和熱功轉(zhuǎn)換效率。

自然能源的開(kāi)發(fā)和利用更是人類走向繁榮的起點(diǎn)能源開(kāi)發(fā)和利用的程度是生產(chǎn)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。能源的開(kāi)發(fā)和利用，不但推動(dòng)著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展與進(jìn)步，而且與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著密切的聯(lián)系。能源是指為人類生產(chǎn)和日常生活提供各種能量和動(dòng)力的物質(zhì)資源。迄今為止，自然界中已為人們發(fā)現(xiàn)的可被利用的能源主要有風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ蟪毕?、核能及燃料的化學(xué)能等。在眾多能源中，人們從自然能源中獲得能量的主要形式是熱能。但是長(zhǎng)期以來(lái)，我們總是以為我國(guó)地大物博，資源豐富。然而，我國(guó)是世界上人口最多的國(guó)家，人均資源水平極低，幾乎所有人均資源都低于世界的平均水平，能源的使用已經(jīng)達(dá)到瓶頸的狀態(tài)，能源利用率低下，污染較嚴(yán)重，因此，運(yùn)用工程熱力學(xué)的理論知識(shí)，對(duì)實(shí)際工作中的熱力過(guò)程和熱力循環(huán)進(jìn)行分析，才能提出提高能源利用經(jīng)濟(jì)性的具體途徑與措施。

大唐吉林發(fā)電有限公司坐落在吉林省省會(huì)長(zhǎng)春市，是中央直接管理的國(guó)有獨(dú)資公司、特大型發(fā)電企業(yè)中國(guó)大唐集團(tuán)公司投資設(shè)立的國(guó)有獨(dú)資公司。2004年9月30日正式登記成立，擁有在役及在建火力、風(fēng)力發(fā)電、熱力及煤化工綜合利用等企業(yè)。其中，火力發(fā)電廠兩臺(tái)30萬(wàn)機(jī)組，年用煤量300萬(wàn)噸左右。如果發(fā)電廠的效率提高1%,那一年即可少用大約3萬(wàn)噸。由于市場(chǎng)供求關(guān)系的影響，標(biāo)煤的價(jià)格漲幅不定，以一般標(biāo)煤價(jià)格550元每噸左右，一年大概可節(jié)省1650萬(wàn)元。再假想全國(guó)所有的電廠都如此，那么節(jié)省的數(shù)目就應(yīng)該以億來(lái)計(jì)算了。

所以作為一名熱能與動(dòng)力工程專業(yè)的學(xué)生，扎實(shí)地學(xué)好工程熱力學(xué)，才能熟練運(yùn)用工程熱力學(xué)的理論知識(shí)，對(duì)實(shí)際工作中的熱力過(guò)程和熱力循環(huán)進(jìn)行分析，提出提高能源利用經(jīng)濟(jì)性的具體途徑與措施，做到真正的節(jié)約能源。

第三篇：熱力學(xué)發(fā)展史閱讀感想

熱力學(xué)發(fā)展史閱讀感想

廖瑞杰

(北京航空航天大學(xué) 能源與動(dòng)力工程學(xué)院，北京 100191)“熱”這一個(gè)字伴隨著人類的發(fā)展，人們對(duì)熱的本質(zhì)及熱現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的、曲折的探索過(guò)程。在古代，人們就知道冷與熱的差別，能夠利用摩擦生熱、燃燒、傳熱、爆炸等熱現(xiàn)象，來(lái)達(dá)到一定的目的。溫度對(duì)于熱力學(xué)研究起著至關(guān)重要的作用。溫度的定義以及測(cè)量是熱力學(xué)的開(kāi)端，三個(gè)熱力學(xué)基本定律的發(fā)現(xiàn)是貫穿熱力學(xué)發(fā)展史的線索。

在17 世紀(jì)中，雖然有些科學(xué)家對(duì)溫度的測(cè)定及溫標(biāo)的建立，作出不同程度的貢獻(xiàn)，提供了有益的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。但是，由于沒(méi)有共同的測(cè)溫基準(zhǔn)，沒(méi)有一致的分度規(guī)則，缺乏測(cè)溫物質(zhì)的測(cè)溫特性的資料，以及沒(méi)有正確的理論指導(dǎo)，因此，在整個(gè)17 世紀(jì)中，并沒(méi)有制作出復(fù)現(xiàn)性好的、可供正確測(cè)量的溫度計(jì)及溫標(biāo)。在18 世紀(jì)中，“測(cè)溫學(xué)”有較大的突破。其中最有價(jià)值的是，1714 年法倫海脫所建立的華氏溫標(biāo)，以及1742 年攝爾修斯所建立的攝氏溫標(biāo)（即百分溫標(biāo)）。華氏溫標(biāo)是以鹽水和冰的混合物作為基準(zhǔn)點(diǎn)（0°F），而以水的冰點(diǎn)（32°F）及水的沸點(diǎn)（212°F）作為固定參考點(diǎn)。攝氏溫標(biāo)是以

水的冰點(diǎn)（100℃）及水的沸點(diǎn)（0℃）作為固定參考點(diǎn)及基準(zhǔn)點(diǎn)，并把他們分作100等分，每個(gè)間隔定義為一度，故稱之為百分溫標(biāo)。1749 年，該溫標(biāo)的基準(zhǔn)點(diǎn)及固定參考點(diǎn)，被攝爾修斯的助手斯托墨顛倒過(guò)來(lái)，這就是后來(lái)常用的攝氏溫標(biāo)。

18世紀(jì)末19世紀(jì)初，隨著蒸汽機(jī)在生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注熱和功的轉(zhuǎn)化問(wèn)題。于是，熱力學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。1798年，湯普生通過(guò)實(shí)驗(yàn)否定了熱質(zhì)的存在。德國(guó)醫(yī)生、物理學(xué)家邁爾在1841-1843年間提出了熱與機(jī)械運(yùn)動(dòng)之間相互轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)，這是熱力學(xué)第一定律的第一次提出。在熱力學(xué)第一定律提出之前，人們一直圍繞著制造永動(dòng)機(jī)的可能性問(wèn)題展開(kāi)激烈的討論，尤其是到了19世紀(jì)早期，不少人沉迷于一種神秘機(jī)械——第一類永動(dòng)機(jī)的制造，因?yàn)檫@種設(shè)想中的機(jī)械只需要一個(gè)初始的力量就可使其運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，之后不再需要任何動(dòng)力和燃料，卻能自動(dòng)不斷地做功。直至熱力學(xué)第一定律發(fā)現(xiàn)后，第一類永動(dòng)機(jī)的神話才不攻自破。一：熱力學(xué)第一定律

1．熱力學(xué)第一定律的文字表述

自然界一切物體都具有能量，能量有各種不同形式，它能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，從一個(gè)物體傳遞給另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化和傳遞中能量的數(shù)量保持不變。該定律就稱為熱力學(xué)第一定律，也稱為能量轉(zhuǎn)換與守恒定律，這一定律也被表示為：第一類永動(dòng)機(jī)（不消耗任何形式的能量而能對(duì)外做功的機(jī)械）是不能制作出來(lái)的。

2.熱力學(xué)第一定律建立的成因 １）理論——邁爾

邁爾是明確提出“無(wú)不能生有”，“有不能變無(wú)”的能量守恒與轉(zhuǎn)化思想的第一人。而這理論正是建立熱力學(xué)第一定律的基礎(chǔ)。２）實(shí)驗(yàn)——焦耳

由于焦耳精心嚴(yán)謹(jǐn)?shù)剡M(jìn)行了熱功當(dāng)量測(cè)定等一系列實(shí)驗(yàn)，奠定了熱力學(xué)第一定律的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，得到了人們的認(rèn)同。

３）一批科學(xué)家的不懈努力

亥姆霍茲將能量守恒定律第一次以數(shù)學(xué)形式提出來(lái)，而卡諾、賽貝等人也都有過(guò)這方面的見(jiàn)解。正是因?yàn)楸姸嗫茖W(xué)家的不斷努力，才使得熱力學(xué)第一定律的建立的更加迅速。

二、熱力學(xué)第二定律的建立

在實(shí)際情況中，并不是所有滿足熱力學(xué)第一定律的過(guò)程都能實(shí)現(xiàn)，比如熱不會(huì)自動(dòng)地由低溫傳向高溫，過(guò)程具有方向性。這就導(dǎo)致了熱力學(xué)第二定律的出臺(tái)?？濉⒖藙谛匏?、開(kāi)爾文、玻爾茲曼等科學(xué)家為此做了重要貢獻(xiàn)。

卡諾定理是尼古拉·卡諾于1824年在《談?wù)劵鸬膭?dòng)力和能發(fā)動(dòng)這種動(dòng)力的機(jī)器》中發(fā)表的有關(guān)熱機(jī)效率的定理。值得注意的是定理是在熱力學(xué)第二定律提出20余年前已然提出，從歷史角度來(lái)說(shuō)其為熱力學(xué)第二定律的理論來(lái)源。但是卡諾本人給出的證明是在熱質(zhì)說(shuō)的錯(cuò)誤前提下進(jìn)行的證明，而對(duì)于其相對(duì)嚴(yán)密的證明需要熱力學(xué)第二定律。這也就使得克勞修斯和開(kāi)爾聞等科學(xué)家有了“用武之地”，為熱力學(xué)做出了突出的貢獻(xiàn)。

熱力學(xué)第二定律有幾種表述方式：

克勞修斯表述：熱量可以自發(fā)地從溫度高的物體傳遞到較冷的物體，但不可能自發(fā)地從溫度低的物體傳遞到溫度高的物體；

開(kāi)爾文-普朗克表述：不可能從單一熱源吸取熱量，并將這熱量變?yōu)楣Γ划a(chǎn)生其他影響?；蛘呤堑诙愑绖?dòng)機(jī)無(wú)法被制造。

熵表述：隨時(shí)間進(jìn)行，一個(gè)孤立體系中的熵總是不會(huì)減少。

熱力學(xué)第一、二定律的提出，基本確立了熱力學(xué)的框架。但是有關(guān)物質(zhì)在低溫下的熱力學(xué)性質(zhì)和預(yù)測(cè)化學(xué)反應(yīng)常數(shù)方面，還需要差不多半個(gè)世紀(jì)后斯特提出的熱力學(xué)第三定律。這也就使得熱力學(xué)第三定律在熱力學(xué)中也占據(jù)重要的位置。

三、熱力學(xué)第三定律的建立

1906年，德國(guó)物理學(xué)家能斯特在研究低溫條件下物質(zhì)的變化時(shí)，把熱力學(xué)的原理應(yīng)用到低溫現(xiàn)象和化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的規(guī)律，這個(gè)規(guī)律被表述為：“當(dāng)絕對(duì)溫度趨于零時(shí)，凝聚系(固體和液體）的熵（即熱量除以溫度的商）在等溫過(guò)程中的改變趨于零?！钡聡?guó)著名物理學(xué)家普朗克把這一定律改述為：“當(dāng)絕對(duì)溫度趨于零時(shí)，固體和液體的熵也趨于零?！边@就消除了熵常數(shù)取值的任意性。1912年，能斯特又將這一規(guī)律表述為絕對(duì)零度不可能達(dá)到原理：“不可能使一個(gè)物體冷卻到絕對(duì)溫度的零度。”這就是熱力學(xué)第三定律。

1940 年R.H.否勒和 E.A.古根海姆還提出熱力學(xué)第三定律的另一種表述形式：任何系統(tǒng)都不能通過(guò)有限的步驟使自身溫度降低到0K，稱為0K不能達(dá)到原理。

四、熱力學(xué)第零定律

繼熱力學(xué)第一、二、三三大定律后，英國(guó)物理學(xué)家福勒又提出了第零定律。第零定律和文章開(kāi)頭提到的溫度有著密切的關(guān)系。他的重要性在于它給出了溫度的定義和溫度的測(cè)量方法。定律中所說(shuō)的熱力學(xué)系統(tǒng)是指由大量分子、原子組成的物體或物體系。它為建立溫度概念提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。這個(gè)定律反映出：處在同一熱平衡狀態(tài)的所有的熱力學(xué)系統(tǒng)都具有一個(gè)共同的宏觀特征，這一特征是由這些互為熱平衡系統(tǒng)的狀態(tài)所決定的一個(gè)數(shù)值相等的狀態(tài)函數(shù)，這個(gè)狀態(tài)函數(shù)被定義為溫度。而溫度相等是熱平衡之必要的條件。雖然他是最后提出來(lái)的，足足比第一、二定律遲了80年，但是他是三大定律的基礎(chǔ)，這也就順理成章的成為了“第零”這個(gè)偉大的定律。

與此同時(shí)，在應(yīng)用熱力學(xué)理論研究物質(zhì)性質(zhì)的過(guò)程中，還發(fā)展了熱力學(xué)的數(shù)學(xué)理論，找到了反映物質(zhì)各種性質(zhì)的相應(yīng)的熱力學(xué)函數(shù)，研究了物質(zhì)在相變、化學(xué)反應(yīng)和溶液特性方面所遵循的各種規(guī)律。1906年，德國(guó)的能斯脫在觀察低溫現(xiàn)象和化學(xué)反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)熱定理；1912年，這個(gè)定理被修改成熱力學(xué)第三定律的表述形式。

現(xiàn)如今，隨著熱力學(xué)的快速發(fā)展，人們對(duì)超高壓、超高溫水蒸汽等物性，和極低溫度的研究不斷獲得新成果。隨著對(duì)能源問(wèn)題的重視，人們對(duì)與節(jié)能有關(guān)的復(fù)合循環(huán)、新型的復(fù)合工質(zhì)的研究發(fā)生了很大興趣。單一學(xué)科已不能滿足熱力學(xué)發(fā)展的需求，這就需要多學(xué)科相互滲透，綜合研究，理論與實(shí)驗(yàn)同時(shí)開(kāi)展，基礎(chǔ)研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)相結(jié)合，以促進(jìn)這一領(lǐng)域更好的發(fā)展。

第四篇：熱力學(xué)的建立及感想

熱力學(xué)的建立及感想

熱力學(xué)第二定律是在能量守恒定律建立后不久建立起來(lái)的，它的建立與19世紀(jì)20年代卡諾對(duì)于熱機(jī)的研究有著密切的關(guān)系。卡諾在探索提高熱機(jī)效率的研究工作中，抓住了熱機(jī)的本質(zhì)，撇開(kāi)了各種次要因素，抽象出一個(gè)僅僅工作于一個(gè)高溫?zé)嵩春鸵粋€(gè)低溫?zé)嵩矗ɡ湓矗╅g的理想熱機(jī)（卡諾熱機(jī)），他把這樣一個(gè)熱機(jī)比擬為水輪機(jī)：“我們可以足夠確切地把熱的動(dòng)力比之于瀑布……瀑布的動(dòng)力取決于液體的高度和液體的量；而熱的動(dòng)力同樣取決于所用熱質(zhì)的量以及熱質(zhì)的‘下落高度’，即交換熱質(zhì)的兩物體之間的溫度差。”卡諾所處的時(shí)代正是熱質(zhì)說(shuō)占統(tǒng)治地位的時(shí)代，卡諾的這段話也是熱質(zhì)說(shuō)的反映?，F(xiàn)在看起來(lái)當(dāng)然是不對(duì)的，但是他得到的結(jié)論卻是正確的：“單獨(dú)提供熱不足以給出推動(dòng)力，還必須要冷。沒(méi)有冷，熱將是無(wú)用的?！彼呀?jīng)接觸到了熱力學(xué)第二定律的邊緣。

英國(guó)物理學(xué)家開(kāi)爾文（原名湯姆遜）在研究卡諾和焦耳的工作時(shí)，發(fā)現(xiàn)了某種不和諧：按照能量守恒定律，熱和功應(yīng)該是等價(jià)的，可是按照卡諾的理論，熱和功并不是完全相同的，因?yàn)楣梢酝耆兂蔁岫恍枰魏螚l件，而熱產(chǎn)生功卻必須伴隨有熱向冷的耗散。他在1849年的一篇論文中說(shuō)：“熱的理論需要進(jìn)行認(rèn)真改革，必須尋找新的實(shí)驗(yàn)事實(shí)?！蓖瑫r(shí)代的克勞修斯也認(rèn)真研究了這些問(wèn)題，他敏銳地看到不和諧存在于卡諾理論的內(nèi)部。他指出卡諾理論中關(guān)于熱產(chǎn)生功必須伴隨著熱向冷的傳遞的結(jié)論是正確的，而熱的量（即熱質(zhì)）不發(fā)生變化則是不對(duì)的。克勞修斯在1850年發(fā)表的論文中提出，在熱的理論中，除了能量守恒定律以外，還必須補(bǔ)充另外一條基本定律：“沒(méi)有某種動(dòng)力的消耗或其他變化，不可能使熱從低溫轉(zhuǎn)移到高溫?！边@條定律后來(lái)被稱作熱力學(xué)第二定律?？藙谛匏沟谋硎鲈诂F(xiàn)代教科書(shū)中一般表述為：

不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化。

第二年（1851年）開(kāi)爾文提出了熱力學(xué)第二定律的另一種表述方式，開(kāi)爾文的表述在現(xiàn)代教科書(shū)中一般表述為：

不可能從單一熱源吸取熱量，使之完全變成有用功而不產(chǎn)生其他影響。

開(kāi)爾文的表述更直接指出了第二類永動(dòng)機(jī)的不可能性。所謂第二類永動(dòng)機(jī)，是指某些人提出的例如制造一種從海水吸取熱量，利用這些熱量做功的機(jī)器。這種想法，并不違背能量守恒定律，因?yàn)樗暮Ｋ膬?nèi)能。大海是如此廣闊，整個(gè)海水的溫度只要降低一點(diǎn)點(diǎn)，釋放出的熱量就是天文數(shù)字，對(duì)于人類來(lái)說(shuō)，海水是取之不盡、用之不竭的能量源泉，因此這類設(shè)想中的機(jī)器被稱為第二類永動(dòng)機(jī)。而從海水吸收熱量做功，就是從單一熱源吸取熱量使之完全變成有用功并且不產(chǎn)生其他影響，開(kāi)爾文的說(shuō)法指出了這是不可能實(shí)現(xiàn)的，也就是第二類永動(dòng)機(jī)是不可能實(shí)現(xiàn)的。因此熱力學(xué)第二定律的開(kāi)爾文表述也可簡(jiǎn)述為：

第二類永動(dòng)機(jī)是不可能造成的。

克勞修斯和開(kāi)爾文關(guān)于熱力學(xué)第二定律的表述是完全等價(jià)的，他們都是指明了自然界宏觀過(guò)程的方向性，或不可逆性?？藙谛匏沟恼f(shuō)法是從熱傳遞方向上說(shuō)的，即熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳向低溫物體，而不可能從低溫物體傳向高溫物體而不引起其他變化。這里“不引起其他變化”是很重要的。利用致冷機(jī)就可以把熱量從低溫物體傳向高溫物體，但是外界必須做功。開(kāi)爾文的說(shuō)法則是從熱功轉(zhuǎn)化方面去說(shuō)的。功完全轉(zhuǎn)化為熱，即機(jī)械能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能可以的，在水平地面上運(yùn)動(dòng)的木塊由于摩擦生熱而最終停不來(lái)就是一個(gè)例子。但反過(guò)來(lái)，從單一熱源吸取熱量完全轉(zhuǎn)化成有用功而不引起其他影響則是不可能的。所謂“單一熱源”，是指溫度均勻并且保持恒定的熱源，如果熱源的溫度不是均勻的，則可以從溫度較高處吸收熱量，又向溫度較低處放出一部分，這就等于工作在兩個(gè)熱源之間了。所謂“不產(chǎn)生其他影響”，是指除了從單一熱源吸熱，這些熱量全部用來(lái)做功以外，其他都沒(méi)有變化。如果沒(méi)有“不產(chǎn)生其他影響”這個(gè)限制，從單一熱源吸熱而全部轉(zhuǎn)化為功是可以做到的，例如理想氣體在等溫膨脹過(guò)程中，氣體從熱源吸熱而膨脹做功，由于這過(guò)程中理想氣體保持溫度不變，而理想氣體又不考慮分子勢(shì)能，因此氣體的內(nèi)能保持不變，從熱源吸收的熱量就全部轉(zhuǎn)化成了功，但是這過(guò)程中氣體的體積膨脹了，因此不符合“不產(chǎn)生其他影響”的條件。下面我們從反面來(lái)說(shuō)明這兩種說(shuō)法的確是等價(jià)的：

①如果我們否定克勞修斯的說(shuō)法，認(rèn)為熱量可以自發(fā)地從低溫物體B傳向高溫物體A，見(jiàn)圖4－1（a）的示意圖，設(shè)這個(gè)熱量為Q，我們?cè)僭O(shè)想有一個(gè)卡諾熱機(jī)，從高溫?zé)嵩碅吸取熱量Q，一部分轉(zhuǎn)化為有用功W，另一部分Q′傳給了低溫?zé)嵩碆，這樣的整個(gè)過(guò)程中，高溫?zé)嵩碅沒(méi)有發(fā)生變化，相當(dāng)于只從低溫?zé)嵩碆吸收了（Q－Q′）的熱量而全部轉(zhuǎn)化為有用功，而不產(chǎn)生其他影響，從而開(kāi)爾文的說(shuō)法也就被否定了。

②反過(guò)來(lái)，如果我們否定了開(kāi)爾文的說(shuō)法，認(rèn)為可以從單一熱源A吸取熱量，全部轉(zhuǎn)化為有用功而不產(chǎn)生其他影響，見(jiàn)圖4－1（b）的示意圖，設(shè)這部分熱量為Q1，做的有用功為W1（Q1－W1），我們?cè)僭O(shè)想這部分有用功是帶動(dòng)一個(gè)理想的致冷機(jī)工作，它從另一個(gè)低溫?zé)嵩碆處吸收熱量Q2，向熱源A放出熱量Q1′，則滿足Q1′=Q2＋W1，而Q1=W1，所以Q1′=Q2＋Q1。這樣，總的效果相當(dāng)于從低溫?zé)嵩碆處吸收了熱量Q。，向高溫?zé)嵩碅放出的熱量Q1′，在補(bǔ)償了Q1以后，正好也是Q2，這就等于熱量Q。自發(fā)地從低溫?zé)嵩碆傳向了高溫?zé)嵩吹夭](méi)有發(fā)生其他變化，這就否定了克勞修斯的說(shuō)法。

以上我們從正反兩個(gè)方面說(shuō)明了關(guān)于熱力學(xué)第二定律的兩種說(shuō)法是等價(jià)的，它們都是關(guān)于自然界涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程的進(jìn)行方向的規(guī)律。其實(shí)，熱力學(xué)第二定律還可以有其他很多種不同的表述方式。例如我國(guó)有一句成語(yǔ)“覆水難收”，其實(shí)是“覆水不收”。臉盆里的水潑到地上，是不可能再收回來(lái)的，這也可以看作是熱力學(xué)第二定律的一種表述形式。廣義地講，只要指明某個(gè)方面不可逆過(guò)程進(jìn)行的方向性就可以認(rèn)為是熱力學(xué)第二定律的一種表述，因?yàn)樗胁豢赡妗?/p>

第五篇：研究生材料熱力學(xué)重點(diǎn)總結(jié)

熱力學(xué)第一定律：能量守恒與轉(zhuǎn)化定律：自然界的一切物質(zhì)具有能量，能量有各種不同形式，能夠從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，在轉(zhuǎn)化中，能的形式可以轉(zhuǎn)化，但能量的總值不變。將能量守恒定律應(yīng)用到熱力學(xué)上，就是熱力學(xué)第一定律。熱力學(xué)第一定律反映了系統(tǒng)對(duì)外作功必須從外界吸收熱量或者減少系統(tǒng)內(nèi)能，即第一類永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)。

熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)形式：ΔU = Q + W

物理意義：體系內(nèi)能的增量等于體系吸收的熱量減去體系對(duì)環(huán)境作的功。包括體系和環(huán)境在內(nèi)的能量守恒。熱力學(xué)第二定律：功可以自發(fā)地全部變?yōu)闊?，但熱不可能全部轉(zhuǎn)化為功，而不引起任何其它變化，即不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體，而不引起其它變化。實(shí)質(zhì)：自然界一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)際宏觀過(guò)程都是不可逆的。熱力學(xué)第二定律指出，凡是自發(fā)過(guò)程都是不可逆的，而且一切不可逆過(guò)程都可以與熱功交換的不可逆性相聯(lián)系。本質(zhì)：一切不可逆過(guò)程都是向混亂度增加的方向進(jìn)行。熱力學(xué)第三定律所描述的就是關(guān)于絕對(duì)零度時(shí)的熵S0的問(wèn)題：在OK時(shí)任何純物質(zhì)的完美晶體的熵值等于零。只要測(cè)得熱容Cp和其它量熱數(shù)據(jù)，便可計(jì)算出物質(zhì)在溫度T時(shí)的熵值，從而使過(guò)程熵變的計(jì)算問(wèn)題得到解決。

五.計(jì)算題

純金屬固態(tài)相變的體積效應(yīng)：除非有可以理解的特殊理由，所有純金屬的加熱固態(tài)相變都是由密排結(jié)構(gòu)向疏排結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。即，加熱相變要引起體積的膨脹。