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初中物理热力学三大定律内容及公式考点

更新时间:2024-09-26 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

热力学三大定律的内容和公式分别如下:Ktp物理好资源网(原物理ok网)

1. 热力学第一定律也称能量守恒定律,内容是物体内能的增量等于外界对物体做的功和物体吸收(或释放)热量的总和。其数学表示式为ΔU=W+Q。Ktp物理好资源网(原物理ok网)

2. 热力学第二定律有两种表述方式:克劳修斯表述和开尔文-普朗克表述。两种表述的基本思想是传递过程的不可逆性。克劳修斯表述的公式是ΔQ=ΔW+ΔA。其中ΔQ是热量变化量,ΔW是外界对物体做的功,ΔA是物体对外界做的功。Ktp物理好资源网(原物理ok网)

3. 热力学第三定律是关于量子系统的一个物理规律,它规定每个物理系统都有一定的特征,即系统可以具有一个确定的数值。这个定律的公式为:H=NklnΩ。其中H是体系的总量子化熵,N是粒子数,Ω是微观态的数量,k是一个常数。Ktp物理好资源网(原物理ok网)

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相关例题:

1. 第一定律:能量守恒与转化定律:在一个封闭系统内,能量不能被创造或消失,而是从一种形式转化为另一种形式。其数学表达式为:Q+W=ΔU (其中Q为系统所吸收的热量,W为系统对外所做的功,ΔU为系统的内能变化)Ktp物理好资源网(原物理ok网)

2. 第二定律:热量只能自发地从高温物体传到低温物体,不能相反。其数学表达式为:ΔQ=ΔT(S2-S1)(其中ΔQ为热量的变化量,ΔT为温度的变化量,S1和S2分别为两个物体之间的熵差)Ktp物理好资源网(原物理ok网)

3. 第三定律:在绝对零度(0K)时,分子运动停止,系统熵值最小。在接近绝对零度的条件下,任何物质系统都有可能达到最低的熵值并保持不变。Ktp物理好资源网(原物理ok网)

一个例题:Ktp物理好资源网(原物理ok网)

假设在一个封闭系统中,有两个相同体积的容器A和B,初始时它们都充满了空气(其温度和压力可以视为已知)。现在我们将一小部分氢气球放入容器A中,此时容器A的温度会上升。根据热力学第一定律,容器A吸收的热量Q应该等于氢气球的内能增加ΔU1,即Q=ΔU1。由于氢气球膨胀并导致容器A内的空气分子运动加剧,所以氢气球的内能增加了。同时,由于容器A和B的体积相同,且初始时它们的熵相等(熵是衡量系统无序程度的一个物理量),根据热力学第二定律,容器A内的热量会自发地转化为容器B内的熵(即S2-S1>0)。因此,根据热力学第一定律和第二定律的数学表达式,我们可以得出结论:当一个小部分氢气球被放入一个封闭的容器中时,容器内的空气分子会因为氢气球膨胀而变得更加无序,同时容器内的温度会上升。Ktp物理好资源网(原物理ok网)

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