物理會(huì)考復(fù)習(xí)熱學(xué)課件

物理會(huì)考復(fù)習(xí)-熱學(xué)熱學(xué)是物理學(xué)的一個(gè)重要分支，研究熱現(xiàn)象，例如熱量的傳遞、溫度的測(cè)量以及熱能與機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換等。本課件將幫助你回顧熱學(xué)的基本概念，并重點(diǎn)講解一些重要的考點(diǎn)。熱量的概念熱量是指物體內(nèi)部熱能的改變量，它反映了物體內(nèi)部微觀粒子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。熱量的單位是焦耳(J)。熱量傳遞熱量只能從溫度高的物體傳遞到溫度低的物體，不能從溫度低的物體傳遞到溫度高的物體。熱量與溫度溫度是指物體內(nèi)部分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，熱量則是物體內(nèi)部熱能的改變量。兩者有區(qū)別，但又密切相關(guān)。熱量的傳遞方式熱量傳遞的方式主要有三種:導(dǎo)熱、對(duì)流和輻射。這三種方式在生活中隨處可見(jiàn)。1導(dǎo)熱熱量通過(guò)物體內(nèi)部的微觀粒子運(yùn)動(dòng)傳遞，例如用金屬鍋燒水。2對(duì)流熱量通過(guò)流體(液體或氣體)的流動(dòng)傳遞，例如風(fēng)扇散熱。3輻射熱量以電磁波的形式傳遞，例如太陽(yáng)光照射地球。導(dǎo)熱導(dǎo)熱是指熱量通過(guò)物體內(nèi)部的微觀粒子運(yùn)動(dòng)傳遞，從溫度高的部分傳遞到溫度低的部分。熱傳導(dǎo)率不同物質(zhì)的導(dǎo)熱性能不同，導(dǎo)熱率高的物質(zhì)(例如金屬)導(dǎo)熱性能好，導(dǎo)熱率低的物質(zhì)(例如木材)導(dǎo)熱性能差。導(dǎo)熱應(yīng)用導(dǎo)熱原理應(yīng)用廣泛，例如鍋、暖氣片等。對(duì)流對(duì)流是指熱量通過(guò)流體(液體或氣體)的流動(dòng)傳遞，熱量從溫度高的部分傳遞到溫度低的部分。液體對(duì)流例如水沸騰時(shí)，底部的水受熱膨脹，密度變小，向上流動(dòng)，上面的冷水密度大，向下流動(dòng)，形成對(duì)流。氣體對(duì)流例如夏天吹電風(fēng)扇，風(fēng)扇吹出的風(fēng)帶走人體表面的熱量，形成對(duì)流。輻射輻射是指熱量以電磁波的形式傳遞，不依賴介質(zhì)，可以在真空中傳播，例如太陽(yáng)光照射地球。1熱輻射一切物體都在不停地輻射電磁波，溫度越高，輻射能量越強(qiáng)。2黑體輻射黑體是理想的輻射體，它能完全吸收所有波長(zhǎng)的電磁波，同時(shí)也能完全輻射所有波長(zhǎng)的電磁波。3輻射應(yīng)用輻射應(yīng)用廣泛，例如太陽(yáng)能熱水器、紅外線烤箱等。溫度的概念和測(cè)量溫度是指物體內(nèi)部分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，反映了物體的冷熱程度。溫度的測(cè)量需要使用溫度計(jì)。液體溫度計(jì)利用液體熱脹冷縮的性質(zhì)來(lái)測(cè)量溫度。熱電偶溫度計(jì)利用兩種不同金屬的接點(diǎn)溫度不同時(shí)產(chǎn)生的熱電勢(shì)來(lái)測(cè)量溫度。電阻溫度計(jì)利用金屬的電阻隨溫度變化的性質(zhì)來(lái)測(cè)量溫度。溫度的單位轉(zhuǎn)換溫度的單位主要有攝氏度(°C)、華氏度(°F)和開(kāi)爾文(°K)。1攝氏度(°C)常用的溫度單位。2華氏度(°F)主要用于美國(guó)和一些英聯(lián)邦國(guó)家。3開(kāi)爾文(°K)熱力學(xué)溫度單位，又稱為絕對(duì)溫度。熱的擴(kuò)散熱的擴(kuò)散是指熱量從溫度高的部分向溫度低的部分傳遞的過(guò)程，導(dǎo)致溫度趨于均勻。1熱傳導(dǎo)熱量通過(guò)物體內(nèi)部的微觀粒子運(yùn)動(dòng)傳遞，例如用金屬鍋燒水。2熱對(duì)流熱量通過(guò)流體(液體或氣體)的流動(dòng)傳遞，例如風(fēng)扇散熱。3熱輻射熱量以電磁波的形式傳遞，例如太陽(yáng)光照射地球。熱膨脹熱膨脹是指物體受熱時(shí)體積膨脹的現(xiàn)象。熱膨脹是物質(zhì)的一種普遍性質(zhì)。1線性膨脹物體在溫度變化時(shí)長(zhǎng)度的變化。2體積膨脹物體在溫度變化時(shí)體積的變化。3膨脹系數(shù)不同物質(zhì)的熱膨脹系數(shù)不同。熱脹冷縮熱脹冷縮是指物體受熱時(shí)體積膨脹，遇冷時(shí)體積縮小的現(xiàn)象。這是熱膨脹的應(yīng)用。橋梁橋梁的伸縮縫是為了防止橋面因溫度變化而發(fā)生變形。溫度計(jì)溫度計(jì)利用液體的熱脹冷縮性質(zhì)來(lái)測(cè)量溫度。相變相變是指物質(zhì)在溫度和壓強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)，其狀態(tài)(固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài))發(fā)生改變的過(guò)程。熔化與凝固熔化是指固態(tài)物質(zhì)吸收熱量變成液態(tài)物質(zhì)的過(guò)程，凝固是指液態(tài)物質(zhì)放出熱量變成固態(tài)物質(zhì)的過(guò)程。熔點(diǎn)固體開(kāi)始熔化的溫度。凝固點(diǎn)液體開(kāi)始凝固的溫度。沸騰與蒸發(fā)沸騰是指液體在一定溫度下，內(nèi)部和表面同時(shí)發(fā)生劇烈汽化的現(xiàn)象，蒸發(fā)是指液體在任何溫度下，只在液體表面發(fā)生的汽化現(xiàn)象。沸點(diǎn)液體沸騰時(shí)的溫度。影響因素液體沸騰的溫度受壓強(qiáng)影響，氣壓越高，沸點(diǎn)越高。汽化潛熱汽化潛熱是指單位質(zhì)量的液體在沸騰時(shí)，變成相同溫度的蒸汽所吸收的熱量。1汽化潛熱汽化潛熱是物質(zhì)的一種物理性質(zhì)，不同物質(zhì)的汽化潛熱不同。2應(yīng)用汽化潛熱應(yīng)用廣泛，例如空調(diào)、制冷劑等。冷凝冷凝是指氣態(tài)物質(zhì)放出熱量變成液態(tài)物質(zhì)的過(guò)程。冷凝是汽化的逆過(guò)程。影響因素冷凝的溫度和壓強(qiáng)會(huì)影響冷凝速率。應(yīng)用冷凝應(yīng)用廣泛，例如空調(diào)、制冷劑等。潛熱與升華潛熱是指物質(zhì)在發(fā)生相變過(guò)程中，溫度不變，但吸收或放出熱量的過(guò)程，例如熔化熱、汽化熱、凝固熱、液化熱。升華固態(tài)物質(zhì)直接變成氣態(tài)物質(zhì)的過(guò)程，例如干冰。凝華氣態(tài)物質(zhì)直接變成固態(tài)物質(zhì)的過(guò)程，例如霜的形成。熱機(jī)熱機(jī)是指將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置，例如內(nèi)燃機(jī)、蒸汽機(jī)等。蒸汽機(jī)利用蒸汽的膨脹做功。內(nèi)燃機(jī)在機(jī)器內(nèi)部燃燒燃料，利用燃燒產(chǎn)生的熱能做功。卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)是理想熱機(jī)循環(huán)，它由兩個(gè)等溫過(guò)程和兩個(gè)絕熱過(guò)程組成。卡諾循環(huán)的效率是所有熱機(jī)效率的理論上限。1等溫過(guò)程溫度不變，熱量傳遞。2絕熱過(guò)程熱量不傳遞，溫度變化。熱效率熱效率是指熱機(jī)將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的效率，熱效率等于有用功與消耗熱量的比值。1影響因素?zé)嵝适芎芏嘁蛩赜绊?，例如工作物質(zhì)、循環(huán)過(guò)程等。2卡諾定理卡諾定理指出，在相同的高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩粗g，所有可逆熱機(jī)的效率都相同，而且任何不可逆熱機(jī)的效率都低于可逆熱機(jī)。內(nèi)燃機(jī)與外燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)是指燃料在機(jī)器內(nèi)部燃燒的熱機(jī)，例如汽油機(jī)、柴油機(jī)等。外燃機(jī)是指燃料在機(jī)器外部燃燒的熱機(jī)，例如蒸汽機(jī)。1內(nèi)燃機(jī)燃燒產(chǎn)生的熱能直接推動(dòng)活塞做功。2外燃機(jī)燃燒產(chǎn)生的熱能先用來(lái)加熱工作物質(zhì)，再利用工作物質(zhì)膨脹做功。功和熱量的關(guān)系熱量是熱能傳遞的量，功是能量轉(zhuǎn)換的量，兩者都是能量的形式。1熱力學(xué)第一定律熱量可以轉(zhuǎn)換為功，功也可以轉(zhuǎn)換為熱量。2能量守恒定律能量既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。熱力學(xué)定律熱力學(xué)定律是描述熱現(xiàn)象規(guī)律的科學(xué)定律。熱力學(xué)定律對(duì)理解熱現(xiàn)象、研究熱機(jī)等具有重要意義。熱力學(xué)第一定律能量守恒定律的具體形式，它描述了熱量、功和內(nèi)能之間的關(guān)系。熱力學(xué)第二定律描述了熱傳遞的方向和熱力學(xué)過(guò)程的可逆性。熱力學(xué)第三定律描述了絕對(duì)零度(0K)不可達(dá)到。熱量的轉(zhuǎn)換與保守?zé)崃靠梢詮囊环N形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，例如熱能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、電能等。熱量守恒在熱傳遞和熱能轉(zhuǎn)換過(guò)程中，總熱量保持不變。熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律是能量守恒定律在熱學(xué)領(lǐng)域的具體體現(xiàn)。熱量計(jì)算熱量計(jì)算是熱學(xué)的重要內(nèi)容，它可以通過(guò)熱量公式來(lái)計(jì)算熱量。1熱量公式Q=cmΔt，其中Q為熱量，c為比熱容，m為質(zhì)量，Δt為溫度變化。2熱量計(jì)算在熱量計(jì)算中，要注意單位的統(tǒng)一。熱機(jī)功熱機(jī)做功是指熱機(jī)將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的過(guò)程，熱機(jī)功等于熱機(jī)消耗熱量與熱效率的乘積。熱機(jī)功熱機(jī)功的大小與熱機(jī)消耗的熱量和熱效率有關(guān)。熱效率熱效率越高，熱機(jī)做功越多。熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律是能量守恒定律在熱學(xué)領(lǐng)域的具體體現(xiàn)，它描述了熱量、功和內(nèi)能之間的關(guān)系。公式Q=ΔU+W，其中Q為熱量，ΔU為內(nèi)能變化，W為功。意義熱力學(xué)第一定律表明，熱量可以轉(zhuǎn)換為功，功也可以轉(zhuǎn)換為熱量，但能量總量保持不變。熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律描述了熱傳遞的方向和熱力學(xué)過(guò)程的可逆性，它指出熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體，不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體。熵熵是用來(lái)衡量系統(tǒng)混亂程度的物理量，熵總是趨于增大的。不可逆過(guò)程熱力學(xué)過(guò)程總是趨于混亂，不可逆過(guò)程的熵增大。熵的概念熵是用來(lái)衡量系統(tǒng)混亂程度的物理量，熵越大，系統(tǒng)越混亂。熵是熱力學(xué)第二定律的重要概念。1熵的定義熵是系統(tǒng)混亂程度的度量。2熵增原理孤立系統(tǒng)的熵總是趨于增大的。3熵的應(yīng)用熵的概念在熱力學(xué)、統(tǒng)計(jì)力學(xué)、信息論等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。熱過(guò)程中的熵變熱過(guò)程中的熵變是指系統(tǒng)在發(fā)生熱傳遞或相變過(guò)程中熵的變化量，熵變的大小與熱傳遞的熱量和溫度有關(guān)。熵增不可逆過(guò)程的熵增大，例如熱量從高溫物體傳遞到低溫物體。熵減可逆過(guò)程的熵不變，例如熱量從高溫物體傳遞到低溫物體，但同時(shí)用其他方式將