大家好,今天来为大家解答热力学三大定律内容这个问题的一些问题点,包括热力学四个基本定律也一样很多人还不知道,因此呢,今天就来为大家分析分析,现在让我们一起来看看吧!如果解决了您的问题,还望您关注下本站哦,谢谢~本文目录化学的热力学三大定律,分别解决的是什么问题传热学三大定律热力学公式总结热力学四个基本定
大家好,今天来为大家解答热力学三大定律内容这个问题的一些问题点,包括热力学四个基本定律也一样很多人还不知道,因此呢,今天就来为大家分析分析,现在让我们一起来看看吧!如果解决了您的问题,还望您关注下本站哦,谢谢~
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化学的热力学三大定律,分别解决的是什么问题
热力学第一定律
这一定律又叫能量守恒定律。根据这一定律,能量之间可以互相转换,但能量既不会增多,也不会减少,一个封闭系统中的总能量是恒定的。这个定律的提出与19世纪的蒸汽机发展有关,那时很多人在研究功和热之间的关系。后来,焦耳通过大量实验总结出了这一规律,无论能量怎么转换,其总和始终守恒。
当年,一些人妄图制造出一种不需要能量输入就能做功的永动机(直到现在还有人在尝试),它们被称作第一类永动机。随着热力学第一定律的确立,直接宣告第一类永动机无法实现。
热力学第二定律
这一定律又叫熵增定律。虽然能量之间可以互相转换,但却有方向性,在自发的情况下,温度较低的物体不可能会把自身的热量传递给温度较高的物体。或者说热能不可能百分百转化为功,总会损失掉一些。从微观角度来说,封闭系统的混乱度会变得越来越高,即熵会增加。
一些人认为,既然热力学第一定律表明能量是守恒的,那么,如果从海水等环境中吸收热量就能制造出可以不断做功的机器。虽然这并不违反能量守恒定律,但通过热力学第二定律可知,能量转换具有方向性,这意味着第二类永动机无法实现。
热力学第三定律
这一定律表明,理论上存在一个最低温度——绝对零度,此时系统的熵为零,但这个温度是无法达到的。这是因为在绝对零度下,粒子停止运动,但宇宙中并没有绝对静止这样的状态。最低温度的大小为0开氏度,或者相当于-273.15摄氏度。
传热学三大定律
传热学的三大定律是:
1、热力守恒定律,即热量不会凭空产生或消失;
2、第二定律热力学,即热量总是从高温流向低温;
3、古典热力学第三定律,即在相同条件下,物质交换热量的量是唯一的。
热力学公式总结
热学公式C水=4.2×103J/(Kg·℃)
1、吸热:Q吸=Cm(t-t0)=CmΔt
2、放热:Q放=Cm(t0-t)=CmΔt
3、热值:q=Q/m
4、炉子和热机的效率:η=Q有效利用/Q燃料
5、热平衡方程:Q放=Q吸
6、热力学温度:T=t+273K
7.燃料燃烧放热公式Q吸=mq或Q吸=Vq(适用于天然气等)
第一定律
热力学第一定律也就是能量守恒定律。自从焦耳以无以辩驳的精确实验结果证明机械能、电能、内能之间的转化满足守恒关系之后,人们就认为能量守恒定律是自然界的一个普遍的基本规律。
●内容
一个热力学系统的内能U增量等于外界向它传递的热量Q与外界对它做功A的和。(如果一个系统与环境孤立,那么它的内能将不会发生变化。)
●符号规律
热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外做功,向外界散热和内能减少的情况,因此在使用:△E=-W+Q时,通常有如下规定:
①外界对系统做功,A>0,即W为正值。
②系统对外界做功,A<0,即W为负值。
③系统从外界吸收热量,Q>0,即Q为正值
④系统从外界放出热量,Q<0,即Q为负值
⑤系统内能增加,△U>0,即△U为正值
⑥系统内能减少,△U<0,即△U为负值
●理解
从三方面理解
1.如果单纯通过做功来改变物体的内能,内能的变化可以用做功的多少来度量,这时系统内能的增加(或减少)量△U就等于外界对物体(或物体对外界)所做功的数值,即△U=A
2.如果单纯通过热传递来改变物体的内能,内能的变化可以用传递热量的多少来度量,这时系统内能的增加(或减少)量△U就等于外界吸收(或对外界放出)热量Q的数值,即△U=Q
3.在做功和热传递同时存在的过程中,系统内能的变化,则要由做功和所传递的热量共同决定。在这种情况下,系统内能的增量△U就等于从外界吸收的热量Q和外界对系统做功A之和。即△U=A+Q
●能量守恒定律
能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转移和转化的过程中,能量的总量不变。
●能量的多样性
物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等,可见,在自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应。
●不同形式的能量转化
"摩擦生热"是通过克服摩擦力做功将机械能转化为内能;水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起,表明内能转化为机械能;电流通过电热丝做功可将电能转化为内能。这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化,且这一转化过程是通过做功来完成的。
●能量守恒的意义
1.能的转化与守恒是分析解决问题的一个极为重要的方法,它比机械能守恒定律更普遍。例如物体在空中下落受到阻力时,物体的机械能不守恒,但包括内能在内的总能量守恒。
2.能量守恒定律是19世纪自然科学中三大发现之一,也庄重宣告了第一类永动机幻想的彻底破灭。
3.能量守恒定律是认识自然、改造自然的有力武器,这个定律将广泛的自然科学技术领域联系起来。
第一类永动机
第一类永动机是不消耗任何能量却能源源不断地对外做功的机器。其不可能存在,因为违背的能量守恒定律
第二定律
有几种表述方式:
克劳修斯表述→热量可以自发地从温度高的物体传递到较冷的物体,但不可能自发地从温度低的物体传递到温度高的物体;
开尔文-普朗克表述→不可能从单一热源吸取热量,并将这热量完全变为功,而不产生其他影响。
●关系
热力学第二定律的两种表述(前2种)看上去似乎没什么关系,然而实际上他们是等效的,即由其中一个,可以推导出另一个。
●意义
热力学第二定律的每一种表述,揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性,使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。
●微观意义
一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。
第二类永动机(不可能制成)
只从单一热源吸收热量,使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机。
△第二类永动机效率为100%,虽然它不违反能量守恒定律,但大量事实证明,在任何情况下,热机都不可能只有一个热源,热机要不断地把吸取的热量变成有用的功,就不可避免地将一部分热量传给低温物体,因此效率不会达到100%。第二类永动机违反了热力学第二定律。
第三定律
热力学第三定律通常表述为绝对零度时,所有纯物质的完美晶体的熵值为零。或者绝对零度(T=0K即-273.15℃)不可达到。
R.H.否勒和E.A.古根海姆还提出热力学第三定律的另一种表述形式:任何系统都不能通过有限的步骤使自身温度降低到0K,称为0K不能达到原理。
第零定律
热力学第零定律:如果两个热力学系统均与第三个热力学系统处于热平衡,那么它们也必定处于热平衡。也就是说热平衡是递传的。
热力学第零定律是热力学三大定律的基础,它定义了温度。
(因为在三大定律之后,人类才发现其重要性,故称为"第零定律")
热力学四个基本定律
热力学定律
描述物理学中热学规律的定律
热力学定律,是描述物理学中热学规律的定律,包括热力学第零定律、热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律。其中热力学第零定律又称为热平衡定律,这是因为热力学第一、第二定律发现后才认识到这一规律的重要性;热力学第一定律是能量守恒与转换定律在热现象中的应用;热力学第二定律有多种表述,也叫熵增加原理。
能量守恒的三个定律
能量守恒定律:能量在任何情况下都不会被创造或毁灭,只能从一种形式转化为另一种形式。简单来说,就是总能量守恒。
热力学第一定律(能量守恒定律):能量在任何可逆过程中都是守恒的。简单来说,就是任何物理过程中能量的总量都保持不变。
熵不减定律:熵是一个物理系统的混乱程度的度量。在任何孤立系统中,熵永远不会减少,只会增加或保持不变。简单来说,就是宇宙的混乱程度总是增加的。
这三大定律都涉及到能量守恒,在物理学、化学、热力学等众多学科中都有着广泛应用。
关于热力学三大定律内容的内容到此结束,希望对大家有所帮助。
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