回归基础 暖通行业最最基本的东西

学习暖通的在大学一定会学大学物理，在这门课里有一个章节是热力学基础，我个人认为这一章的学习关系到以后专业课比如说传热学，工程热力学的学习，所以我说这一章是最最基础的东西，下面是我自己重新总结的内容，希望大家回顾一下，在工作一段时间后回过头来再看这些知识说不定会有新的想法：

热力学基础

1、
功、热量、内能等概念。理解准静态过程。掌握热力学第一定律 。能分析、计算理想气体、等体、等温、等压和绝热过程中功、热量及内能的改变量。
2、
循环过程的特征， 分析计算以理想气体为工质的热机的循环效率。比较重要的是卡诺循环
3、
热力学第二定律的实质及其统计意义。＊了解熵的概念。
二、 内容概要
（一）
基本概念
１、 准静态过程
热力学系统在状态变化时，如果所经历的每一个中间状态都可以看作是平衡态，种中间变化过程就可以称为准静态过程，也称平衡过程。
准静态过程是实际过程的一种理想化抽象。当过程进行的时间远大于系统恢复平衡所需要的时间（称为驰豫时间）时，过程的每一步便可以近似视为平衡态，这一过程也就可看作准静态过程。
２、 内能
　　　内能是组成系统的所有分子作无规则热运动的各种动能及分子势能的总和。
　　　系统的内能是系统宏观状态的函数。例如实际气体的内能是气体体积Ｖ和温度Ｔ的函数，而理想气体的内能则只是温度的函数。
３、 作功与传热
　　　作功与传热是热力学系统与外界交换能量的两种方式。在改变系统内能这一点上，两种方式等效。但是从微观看，两种方式又有区别：作功是通过物体有规则运动与系统内分子无规则运动之间的转换实现能量传递，传热是通过系统外物体分子的无规则热运动与系统内分子无规则热运动之间的转换来实现能量传递。两种方式所传递的能量分别用功和热量来度量。功和热量都与系统的状态变化过程相联系。
４、 气体的摩尔热容
１ mol 气体温度升高１Ｋ所吸收的热量称为气体摩尔热容。



（二）
热力学第一定律
１、
数学表示

dQ=dE+dW


Q = △E+W

	Q（dQ）	W（dW）
正	系统吸热	系统对外作功
负	系统放热	外界对系统作功

２、
适用条件
适用于初、末态为平衡态的任何热力学过程。


（ 4 ）卡诺循环 由两

热力学第二定理
１、
两种表述
（ 1 ）开尔文表述 不可能只从单一热源吸收热量使之完全变为有用的功而不产生其他影响。
（ 2 ）克劳修斯表述 热量不可能自动地从低温物体传向高温物体 .
2
定律实质
热力学第二定律指出了一切与热现象有关的宏观实际过程均不可逆 , 均有一定的方向性 .
3 统计意义
孤立系统内部发生的过程总是由概率小（包含微观态数少）的宏观状态向概
率大（包含微观态度数较多）的宏观状态的方向进行，相反方向的过程概率极小，在没有外界影响的条件下不可能自发进行。

*4 熵
（ 1 ）基本概念 熵是系统内分子热运动无序性的量度，是系统宏观状态的函数
（ 2 ）熵增加原理 孤立系统内的自发过程总是沿熵增大的方向进行。





( 二)关于热力学第二定律的学习和理解

与热力学第一定律相比,热力学第二定律因其表达式的独特性和多样性、内涵的丰富性和深刻性给初学者理解和把握它带来了较大的难度.杜宇热力学第二定律的认识要有一个由个别到一般,由现象到本质,由浅入深,由表入里的逐步扩展和深入的过程.教材也是以这一认识规律主线来安排响应内容的.

首先应全面准确的理解两种表达的内容,注意不能简单的把开尔文表述理解为“功可以完全转变为热,而热不能完全转变为功”,注意表述中关于热功转换的条件是“不引起其他变化”.如果无此条件,则所吸的热全部用来作功是完全可以的,例如理想气体的等温膨胀.此外,也不能简单的把克仑修斯表述为:“热量不可能从低温物体传向高温物体”,应注意表述中这种传递的条件中“自动地”几个字,否则,热量由低温物体也是完全可能的.
在对良种表述正确理解的基础上进一步引入可逆与不可逆过程的概念,把对上述两种过程具体规律的认识上升并扩展到对一切自然过程方向性——不可逆性的认识.这样,就把表面似无关联的两个具体过程与一切自然过程联系起来,把隐藏在两种表述被货更深层的一个普片的自然规律揭示出来——与热现象有关的一切实际过程都是不可逆的,都有一定的 方向性.这就是热力学第二定律的实质所在.
为了从微观上理解热力学第二定律,教材通过理想气体的自由膨胀过程说明过程不可逆的统计意义,即孤立系统内的自发过程总是由概率小的宏观状态向概率大的宏观状态的方向进行.这也正是热力学第二定律的统计意义.
由于系统处于某宏观状态时内部微观态数的多少与分子运动无序性大小相联系,因此进一步引入描述系统内部无序性的物理熵,就可以用熵的语言表述热力学第二定律的微观意义.即孤立系统内部的自发过程总是沿着熵增大的方向进行.
这样,通过层层扩展和深入,就可使我们较为准确的理解并把握定律内容和实质,较为全面的了解其内涵和意义.