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热学前言

下一节:热力学系统

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热学前言课程教案、知识点、字幕

同学们好

欢迎大家来学习热学

热学是物理学的一个重要部分

人们常说

知冷知热

这里所说的冷热

是人类对环境的一种感受

在季节交替 气候变幻中

人们观察和认识了周围的热现象

虽然热现象在自然界中非常普遍

但热的本质

却难于认识

历史上

对于热的本质

有两种对立的观点

一种观点是热质说

认为热

是一种没有重量的物质

看不见 摸不着

没有固定形状

存在于各种物体中

热在物体之间的流动

就是热质的流动

热质说

一度作为量热学的基础

定量地解释了

热传导 热平衡的现象

以热质说为基础

瓦特分析和改进了蒸汽机

卡诺提出了

关于热机效率的理论

正是由于

在某些理论和实践方面的成功

使热质说

在18世纪被广泛接受

另一种观点是热动说

认为热是物质的一种运动形式

是物质内部

大量分子和原子

运动的表现

分子和原子的这种运动

是无规则 永不停息的

称为热运动

人们对环境冷热的感觉

就是来源于

热运动的分子和原子

对皮肤的刺激

热运动越剧烈

刺激就越强烈

感觉温度就越高

热运动

由布朗运动证实

水表面的花粉等颗粒

处于不停的无规则运动中

称为布朗运动

花粉颗粒较小

周围水分子对它的碰撞

在各个方向不均匀

使花粉颗粒

受到不规则的作用力

花粉运动的不规则性

反映了分子运动的不规则性

因此

布朗运动是分子永不停息的

无规则热运动的宏观表现

焦耳通过热功当量实验

定量证明了

热量与一定量的机械功相当

克劳修斯和开尔文

发现热量是能量传递的一种量度

由此认识到

热是一种能量

因而否定了热质说

现在

热质说能够解释的现象

都能够用热动说来解释

而热质说则无法解释

摩擦生热等现象

热动说

揭示了热现象的实质

为热学的正确发展

奠定了基础

热学就是研究物质这种与冷热有关的

物理性质及变化规律的科学

热学的研究对象

可以是气体

也可以是固体和液体

它主要研究

即使有时研究个体分子

也是为研究

分子和原子共同的特点

做准备

保留普遍性

弃除特殊性

与固体和液体相比

气体的热运动规律

相对比较简单

并能反映

热运动的一般规律

所以本课程

作为基础课

热学的研究理论主要有两种

一种是热力学

另一种是统计物理

热力学

通过对大量实验的观测和分析

归纳得到

热现象中的宏观性质和宏观规律

统计物理则从

物质的微观结构出发

利用经典力学和统计学

研究微观粒子

无规则热运动

所遵循的微观性质和微观规律

热力学侧重研究

而统计物理主要研究

热学的一项任务

就是把这些宏观量和微观量

联系在一起

通过宏观量

间接获得分子的微观性质和规律

通过微观量

推演气体的宏观性质和规律

本课程内容主要包括两部分

一是气体动理论

二是热力学

气体动理论部分

属于统计物理范畴

是统计物理最基础的部分

包括

热力学部分主要有研究

理想气体的宏观规律

包括

熵的定义和计算等内容

热力学所有内容

都围绕着热力学第一定律

和热力学第二定律展开

其中

热力学第一定律是能量守恒定律

在热力学系统和过程中的体现

热力学第二定律

则说明了

自然过程进行方向的一般规律

热学部分的内容稍显庞杂

希望同学们在学习中

注意概念 规律的掌握

不要对数量众多的公式感到迷茫

要注意它们的来龙去脉

适用条件以及相互联系

切记不要死记硬背

下面我们就开始学习热学

祝大家学习顺利

学有所获

大学物理——力学与热学课程列表:

绪论

-绪论

--绪论

第1章 质点力学

-1.1 运动的描述

--位矢与位移

--速度

--加速度

--极坐标系中运动的描述

--相对运动

--匀加速运动1

--匀加速运动 2 抛体运动

--圆周运动

--变速圆周运动与平面曲线运动

--极坐标系中对圆周运动的再讨论

-第1章 质点力学--1.1 运动的描述

-第1周作业

--第1章 质点力学--第1周作业

-1.2 牛顿运动定律 力学相对性原理

--惯性质量与动量

--牛顿运动定律

--力学相对性原理

--万有引力定律

--万有引力定律例题

--常见的力2

--常见的力3

--常见的力4

--自然界中的基本相互作用

--牛顿运动定律的应用1

--牛顿运动定律的应用2

--牛顿运动定律应用3

--非惯性系与惯性力1

--非惯性系与惯性力2

--非惯性系与惯性力3

--非惯性系与惯性力4

--潮汐

--牛顿运动定律应用小结

-1.2 牛顿运动定律 力学相对性原理--作业

-1.3 动量定理及其应用

--冲量

--动量定理及其应用1

--动量定理及其应用2

-第1章 质点力学--1.3 动量定理及其应用

-第2周作业

--第1章 质点力学--第2周作业

-1.4 质点系的动量定理 动量守恒 质心运动定理

--质点系的动量定理

--动量守恒及其应用

--质心的定义

--质心系 质心运动定理

-1.4 质点系的动量定理 动量守恒 质心运动定理--作业

-1.5 角动量

--角动量

--力矩

--角动量定理

--质心系中的角动量定理

--角动量守恒定律

-第1章 质点力学--1.5 角动量作业

-第3周作业

--第1章 质点力学--第3周作业

-1.6 功和能

--功与功率

--功的例题

--动能定理

--质点系的动能定理

--保守力 势能

--势能函数

--由势能求保守力

--机械能守恒定律

--关于守恒定律

-第1章 质点力学--1.6 功和能作业

-第1章课件

--1.1 运动学

--1.2牛顿运动定律

--1.3 动量

--1.4角动量

--1.5 功和能

第2章 刚体力学

-2.1 刚体运动的描述

--概述刚体运动

--刚体的运动学描述

--刚体的角动量

-第2章 刚体力学--2.1 刚体运动的描述

-第4周作业

--第2章 刚体力学--第4周作业

-2.2 转动惯量

--刚体对轴的转动惯量

--平行轴定理

--垂直轴定理

-第2章 刚体力学--2.2 转动惯量作业

-2.3 转动定律

--转动定律

--转动定律应用举例1

--转动定律应用举例2

--转动定律应用举例3

-第2章 刚体力学--2.3 转动定律作业

-2.4 角动量定理 角动量守恒

--对定轴的角动量定理

--对定轴的角动量定理应用举例

--角动量守恒定律

--角动量守恒应用1 常平架回转仪

--角动量守恒应用例题1

--角动量守恒应用例题2

-2.4 角动量定理 角动量守恒--作业

-第5周作业

--第2章 刚体力学--第5周作业

-2.5 定轴转动的功和能

--定轴转动中的功和功率

--定轴转动中的能量

--关于定轴转动功和能的例题

-第2章 刚体力学--2.5 定轴转动的功和能作业

-2.6 滚动

--滚动

--滚动 例题1

--滚动 例题2

--滚动 例题3

--关于支持力的讨论

-2.6 滚动--作业

-2.7 进动

--进动1

--地球的进动

--进动2(简单应用)

-2.7 进动--作业

-第6周作业(力学部分)

--第2章 刚体力学--第6周作业-1

-第2章课件

--2.1 刚体定轴转动1

--2.1 刚体定轴转动2 滚动 进动

热学前言

-热学前言

--热学前言

-热学前言--作业

第3章 气体动理论

-3.1 热力学系统 状态 理想气体状态方程

--热力学系统

--热力学状态

--温度

--热力学第零定律

--理想气体状态方程

-3.1 热力学系统 状态 理想气体状态方程--作业

-3.2 理想气体宏观状态参量的微观本质

--气体体积、分子力

--例题

--理想气体微观假设

--理想气体压强的微观解释

--温度的微观意义

--方均根速率

--例题1

--例题2

-3.2 理想气体宏观状态参量的微观本质--作业

-第6周作业与课件

--第3章 气体动理论--第6周作业

--第6周课件(热学部分)

-3.3 能量均分定理和理想气体内能

--自由度

--分子的自由度

--能量均分定理

--理想气体内能

--例题1

--例题2

-3.3 能量均分定理和理想气体内能--作业

-3.4 麦克斯韦速率分布律

--引入和定义

--讨论

--麦克斯韦速率分布律

--三个特征速率

--例题1

--例题2

--例题3

--例题4

--解释地球大气的构成

--麦克斯韦速率分布律的实验验证

-第3章 气体动理论--3.4 麦克斯韦速率分布律

-3.5 玻尔兹曼分布律

--麦克斯韦速度分布律

--重力场中粒子的分布

--麦克斯韦-玻尔兹曼分布律

--玻尔兹曼分布律

--玻尔兹曼分布律的应用

-3.5 玻尔兹曼分布律--作业

-第7周作业与课件

--第3章 气体动理论--第7周作业

--第7周课件

-3.6 实际气体状态方程

--理想气体和实际气体的比较

--导出

--验证和讨论

-3.6 实际气体状态方程--作业

-3.7 气体分子的平均自由程

--平均碰撞频率和平均自由程

--讨论

--例题1

--例题2

-3.7 气体分子的平均自由程--作业

-气体动理论总结

--总结

-气体动理论总结--作业

第4章 热力学基础

-例题1

-4.1 热力学第一定律

--热力学状态、内能

--热力学过程

--状态和过程的图示

--热力学第一定律

-4.1 热力学第一定律--作业

-4.2 体积功和热量

--体积功

--热量与热容量

-4.2 体积功和热量--作业

-4.3 理想气体三个等值过程

--等值过程

--例题1、例题2

--例题3

--例题4

--例题5

-4.3 理想气体三个等值过程--作业

-第8周作业和课件

--第4章 热力学基础--第8周作业

--第8周课件

-4.4 准静态绝热过程 绝热自由膨胀过程

--准静态绝热过程

--多方过程

--例题1

--例题2

--例题3

--绝热自由膨胀

--节流过程

-4.4 准静态绝热过程 绝热自由膨胀过程--作业

-4.5 循环过程 卡诺循环

--热机简介

--热机的物理模型

--卡诺热机

--卡诺热机的讨论

--例题1

--例题2

--例题3

--例题4

--制冷循环

--例题5

--例题6

--热力学第一定律总结

-4.5 循环过程 卡诺循环--作业

-第9周作业与课件

--第4章 热力学基础--第9周作业

--第9周课件

-4.6 热力学第二定律

--热力学第二定律问题的引入

--自然过程的方向性

--可逆过程与不可逆过程

--热力学第二定律的表述

--各种表述等价

--例题

--热力学第二定律的微观解释

--宏观态与微观态的关系

-4.6 热力学第二定律--作业

-4.7 玻尔兹曼熵和克劳修斯熵

--热力学概率和玻尔兹曼熵

--例题

--可逆过程的条件

--卡诺定理

--克劳修斯熵

--例题

--玻尔兹曼熵和克劳修斯熵的关系

-4.7 玻尔兹曼熵和克劳修斯熵--作业

-4.8 熵增原理

--熵增原理

--例题2

--例题3

--能量退降与能源危机

--热力学第二定律的讨论

--热力学第二定律的总结

-4.8 熵增原理--作业

-第10周作业与课件

--第4章 热力学基础--第10周作业

--第10周课件

热学前言笔记与讨论

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