(完整word版)大学热学知识点总结
热学复习大纲
α
αααβ3 )(1 )(1 )(1 )(1 ====-
=V p V
V p
p T T dT dl
l dT dp
p dT
dV
V dP dV V K 通常线膨胀系数压强系数体膨胀系数等温压缩系数 热力学第零定律:在不受外界影响的情况下，只要A 和B 同时与C 处于热平衡，即使A 和B 没有接触，它们仍然处于热平衡状态，这种规律被称为热力学第零定律。 1)选择某种测温物质，确定它的测温属性； 经验温标三要素： 2)选定固定点；
3)进行分度，即对测温属性随温度的变化关系作出规定。 经验温标：理想气体温标、华氏温标、兰氏温标、摄氏温标 (热力学温标是国际实用温标不是经验温标)
为单位体积内的数密度恒量理想气体物态方程
n K J N R
k m
N M Nm M K mol J T V p R nkT p RT M M RT pV T pV A A m m
/1038.1,/31.823000-?===?==????
?
????
====νmol N A /1002.623个?=
理想气体微观模型
1、分子本身线度比起分子间距小得多而可忽略不计
m
N M n r m
m n L m m n A
m 10313
1
931
25
31
03
253
3
230104.2)43()43(103.3)107.21()1(:107.210
4.221002.6:-----?===?=?==?=??=πρπ氢分子半径距离标准状态下分子间平均洛喜密脱常数
2、除碰撞一瞬间外，分子间互作用力可忽略不计。分子在两次碰撞之间作自由的匀速直线
运动；
3、处于平衡态的理想气体，分子之间及分子与器壁间的碰撞是完全弹性碰撞；
4、分子的运动遵从经典力学的规律:在常温下，压强在数个大气压以下的气体，一般都能很好地满足理想气体方程。
处于平衡态的气体均具有分子混沌性
单位时间内碰在单位面积器壁上的平均分子数
6
n t v A N A t ?
???=???数面积器壁上的平均分子时间内碰在 4
6v
n v
n t A N =
Γ=???=Γ得到以后可用较严密的方法器壁上的平均分子数单位时间碰在单位面积
压强的物理意义
分子平均平动动能2k 2
1
v m =
ε 为玻尔兹曼常数
一种形式理想气体物态方程的另k K J N R k nkT
p A
,1038.11
23--??=== 温度的微观意义 kT v m t 2
3
212==
ε 绝对温度是分子热运动剧烈程度的度量
是分子杂乱无章热运动的平均平动动能，它不包括整体定向运动动能。 粒子的平均热运动动能与粒子质量无关，而仅与温度有关 气体分子的均方根速率m
rms M RT
m
kT
v v 332==
= 范德瓦耳斯方程
1、分子固有体积修正
b
V RT
p p RT b V m m -=
=
-或 2、分子吸引力修正
b
V RT p p mol RT b V p p p p m i m i -=
?+=-=?+)1()(气体考虑内内
k v n k p i ??=
??=?26
1
2][面积上平均分子数单位时间内碰撞在单位 k
32
εn p = 统计关系式
宏观可测量量 微观量的统计平均值
2
2)3()(31,
m m A i V a
K v V N Kn v n p Kn k =??=?=?∴=?Θ
RT M m b M m V V a M m p V m mol RT b V V a
p m
m m m m
=-?+=-+
])()][()(
[:,,)1(,))((:222则范氏方程为体积为若气体质量为范氏气体范德瓦耳斯方程平均值运算法则
设)(u f 是随机变量u 的函数， 则)()()()(u g u f u g u f +=+ 若c 为常数，则 )()(u f c u cf =
若随机变量u 和随机变量v 相互统计独立。
又)(u f 是u 的某一函数，)(v g 是v 的另一函数，则 )()()()(v g u f v g u f ?=? 应该注意到，以上讨论的各种概率都是归一化的，即11==∑=i n
i P
随机变量会偏离平均值 ，即u u u i i +=? 一般其偏离值的平均值为零，但均方偏差不为零。
2222222)()(2)(2)(u u u u u u u u u u u -=+?-=+-=?
0)(2≥?u 22)(u u ≥ 定义相对均方根偏差
()
[]
rms u u u u u )(2
122
1
2
?=?=???
????????
???
当u 所有值都等于相同值时，0)(=?rms u
可见相对均方根偏差表示了随机变量在平均值附近分散开的程度，也称为涨落、散度或散差。 气体分子的速率分布律：处于一定温度下的气体，分布在速率v 附近的单位速率间隔内的分子数占总分子数的百分比只是速率v 的函数，称为速率分布函数。
Ndv
dN
v f =
)( 理解分布函数的几个要点：
1.条件：一定温度（平衡态）和确定的气体系统，T 和m 是一定的；
2.范围：（速率v 附近的）单位速率间隔，所以要除以dv ；
3.数学形式：（分子数的）比例，局域分子数与总分子数之比。 物理意义：
速率在v 附近，单位速率区间的分子数占总分子数的概率，或概率密度。
N
dN
dv v f =
)(表示速率分布在dv v v +→内的分子数占总分子数的概率； ?2
1
)(v
v
dv v f N dN ＝表示速率分布在21v v →内的分子数占总分子数的概率； ()100
==??
∞dv v f N
dN
N
(归一化条件) 麦克斯韦速率分布律
1.速率在dv v v +→区间的分子数，占总分子数的百分比
dv v e kT m N dN kT mv
2
22
3
2
24???
? ??=-ππ 2.平衡态——麦克斯韦速率分布函数
()222
3
224v e
kT m v f kT
mv ???
?
??=-
ππ
m
kT
M RT m
kT v p 41
.122 ≈==
最概然速率 气体在一定温度下分布在最概然速率p v 附近单位速率间隔内的相对分子数最多。
↑=
↑
m
kT
v T p 2 ↓=
↑m
kT
v m p 2 ?∞
=≈==0)(60.188 dv v vf m kT
M RT m kT v πππ平均速率
dv v f v M RT
m
kT
v v rms )(33 0
22
?∞
===
=方均根速率 重力场中粒子按高度分布:重力场中，气体分子作非均匀分布，分子数随高度按指数减小。
kT
mgh RT
gh
M e
p e
p p m -
-
==00 nkT p = kT n p 00=
kT
mgh e
n n -
=0 取对数p
p g M RT
h m 0ln =
测定大气压随高度的减小,可判断上升的高度
玻尔兹曼分布律:若分子在力场中运动，在麦克斯韦分布律的指数项即包含分子的动能，还应包含势能。p k εεε+=
当系统在力场中处于平衡状态时,其坐标介于区间dz z z dy y y dx x x +→+→+→
速度介于z z z y y y x x x dv v v dv v v dv v v +→+→+→ 内的分子数为：
dxdydz dv dv dv e
kT m n dN z y x kT
p k εεπ+-
??
? ??=2
3
02
上式称为玻尔兹曼分子按能量分布律
0n 表示在势能p ε为零处单位体积内具有各种速度的分子总数.
上式对所有可能的速度积分122
3=??
? ??-∞
∞-?z y x kT
dv dv dv e kT m k
ε
π 理想气体的热容
1.热容：系统从外界吸收热量dQ ，使系统温度升高dT ，则系统的热容量为dT
dQ
C =
2.摩尔热容 dT
dQ
C
C m νν
1=
=
每mol 物质 3.比热容 dT
dQ m m C c 1==
单位质量物质 4.定压摩尔热容量 p m p dT dQ C )(1,ν=
5.定容摩尔热容量 V m V dT
dQ C )(1,ν= 理想气体的内能
RT i U R kN kT i N U A k A k 22νενε=???
????==??= ?????
=== 2 R kN kT i E RT 2i U A K 动能内能理想气体
ν (理想气体的内能是温度的单值函数)
气体的迁移现象
系统各部分的物理性质，如流速、温度或密度不均匀时，系统处于非平衡态。(输运过程) 牛顿黏性定律 速度梯度
y u u y u ?-=??12 y
d u
d y u y =??→?0lim
粘滞定律 A dy
du
f ??
-=η η为粘度(粘性系数) 粘度η与流体本身性质有关
??
?↑
↓↑ηη 气体液体温度 A y v
f η= 满足00==v y 处的流体叫牛顿流体 切向动量流密度
为动量流动量流密度dt
dp
A dt dp J p ,/:=
A J dt
dp
f p ?==
Θ dz du J p η-=∴
??
???如沥青等弹性物质复作用,对形变具有部分弹性恢如:油漆等凝胶物质变的,其粘性系数会随时间而如血液、泥浆等数关系,的粘性力间不呈线性函其速度梯度与互相垂直
非牛顿流体 泊萧叶定律 体积流率
V Q dt
dV
=：单位时间内流过管道截面上的流体体积。 最大时u r 0= ，0→→v R r
压力差：2
21)(r p p π- 粘滞阻力dr
du rL
f πη2= 定常流动 L
r p p dr du η2)(21-=-
dr r L
p p u d R
r
u
?
?-=
-η2210
)(4)(22
21r R L
p p r u --=
η rdr r R L
p p rdr r u dS r u Q R v )(2)(2)()(d 2
0221--===?ηππ 4
218R L
p p Q dt dV v ηπ-== 对水平直圆管有如下关系：L
p r dt dV ηπ84?=
叫泊萧叶定律 菲克定律：
dz
dn
D
J N -= 在一维（如z 方向扩散的）粒子流密度N J 与粒子数密度梯度dz dn 成正比。
式中负号表示粒子向粒子数密度减少的方向扩散,若与扩散方向垂直的流体截面上的N J 处
处相等，则：N J 乘分子质量与截面面积,即可得到单位时间扩散总质量。 傅立叶定律：热流?
Q (单位时间内通过的热量）与温度梯度
dz
dT
及横截面积A 成正比 则A dz
dT
Q ??
-=?
κ 其中比例系数κ称为热导系数,其单位为11
--??K m W ，负号表示热量从温度较高处流向
温度较低处
若设热流密度为T J ,则：dz
dT J T ?-=κ 热欧姆定律
把温度差T ?称为“温压差”（以T U ?-表示，其下角T 表示“热”，下同），把热流?
Q 以T I 表示， 则可把一根长为L 、截面积为A 的均匀棒达到稳态传热时的傅里叶定律改写为
T T T T T T I R I κA
L
ΔU A L ΔU κ
I ==?=或 其中A
L
ρκA L R T T ==
而κρT 1=称为热阻率
牛顿冷却定律
对固体热源，当它与周围媒体的温度差不太大时， 单位时间内热源向周围传递的热量Q 为:)(0T T hA Q -=?
0T 为环境温度，T 为热源温度，A 为热源表面积，h 为热适应系数。
平均碰撞频率Z
一个分子单位时间内和其它分子碰撞的平均次数，称为分子的平均碰撞频率。
假设:每个分子都可以看成直径为d 的弹性小球，分子间的碰撞为完全弹性碰撞。大量分子中，只有被考察的特定分子A 以平均速率u 运动，其它分子都看作静止不动。 单位时间内与分子A 发生碰撞的分子数为 u d n π2
平均碰撞频率为u d n πZ 2
=
考虑到所有分子实际上都在运动，则有v 2u =
因此v d n π2Z 2=
用宏观量T P 、表示的平均碰撞频率为m
2
πM 8RT
d n π2Z =
平均自由程
一个分子连续两次碰撞之间经历的平均 自由路程叫平均自由程λ 单位时间内分子经历的平均距离v ，平均碰撞Z 次
Z
v
=
λ nkT p = 每个分子都在运动，平均碰撞修正为:
2
21
d
n Z
v λπ==
m
p
d kT
s v d n Z 1
2 222πλπ=
=-
1)准静态过程是一个进行的“无限缓慢”，以致系统连续不断地经历着一系列平衡态的过程；
2)可逆与不可逆过程：系统从初态出发经历某一过程变到末态，若可以找到一个能使系统和外界都复原的过程（这时系统回到初态，对外界也不产生任何影响），则原过程是可逆的。若总是找不到一个能使系统与外界同时复原的过程，则原过程是不可逆的。(只有无耗散的准静态过程才是可逆过程) 功和热量
功是力学相互作用下的能量转移
在力学相互作用过程中系统和外界之间转移的能量就是功。 1）、只有在系统状态变化过程中才有能量转移。
2）、只有在广义力（如压强、电动势等）作用下产生了广义位移（如体积变化、电量迁移等）后才作了功。 3）、在非准静态过程中很难计算系统对外作的功。 4）、功有正负之分。 体积膨胀功 1、外界对气体所作的元功为：
dV p Adx p dW e e -==
所作的总功为：?
-
=2
1
V V pdV W
2、气体对外界所作的功为：pdV dW ='
3、理想气体在几种可逆过程中功的计算 等温过程：1
2ln 2
12
1
V V RT V dV RT pdV W V V V V νν-=-=-
=?
?
。
说明外界对气体作负功则若膨胀时，,0,12<>W V V 1
22211ln
p p RT W V p V p ν=∴=Θ A p
e x
d x
等压过程：)(122
1
V V p pdV W V V --=-
=?
利用状态方程可得：)(12T T R W --=ν 等体过程：0,0=∴=W dV Θ 其它形式的功
拉伸弹簧棒所作的功 0
l Δl
ε,A F σ=
=
正应变线应力 εσE =
杨氏模量 0
l l E A F Δ=
Fdl dW =∴ 表面张力功 σdA σLdx dW ==2 σ是表面张力系数 可逆电池所作的功 Edq dW =
热力学第一定律
自然界一切物体都具有能量，能量有各种不同形式，它能从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在转化和传递过程中能量的总和不变。 内能定理
一切绝热过程中使水升高相同的温度所需要的功都是相等的。12U U W -=绝热 注意：
1、内能是一种宏观热力学的观点，不考虑微观的本质。
2、内能是一个相对量。
3、热学中的内能不包括物体整体运动的机械能。
4、内能概念可以推广到非平衡态系统。
5、有些书上提到的热能实质上是指物体的内能。 热力学第一定律的数学表达式：
W Q U U +=-12
pdV dU dQ dW dQ dU +=+=或
热容与焓
定体热容与内能
定体比热容V c ，定压比热容p c ，定体摩尔热容m V C ,定压摩尔热容m p C ,。 等体过程 0=dV
V V T V T V T
u
T u T m Q c )()(lim )(lim
00??=??=??=→?→? V m V T U C )(,??=
m V V V C mc C ,ν==
任何物体在等体过程中吸收的热量就等于它内能的增量。 定压热容与焓
)()(pV U Q p +?=? 称为焓定义函数：,pV U H += p T p T p T h T h T
m Q c )()(
lim )(lim
??=??=??=→?→? p m m p T
H
C )(,??= m p p p c mc c ,ν==
在等压过程中吸收的热量等于焓的增量.
理想气体定体热容及内能
dT
dU C vC C dT dU
C m m V m V V V =
==
,,,, dT vC dU m V ,= ?=-21
,12T T m V dT vC U U
理想气体定压热容及焓
dT
dH C vC C dT dH
C vRT T U pV U H m m p m p p p =
==
+=+=,,,, )(Θ ?=-=∴21
,12,;T T m p m p dT vC H H dT vC dH
迈雅公式
R C C m V m p =-,,
理想气体的等体、等压、等温过程 1)等体过程U Q dV ?=∴=,0Θ ?
=
=2
1
,,,T T m V m V dT vC Q dT vC dQ
2)等压过程?
==∴=2
1
,,; T T m p m p dT C v Q dT vC dQ dH dQ 等压过程Θ
?
=-2
1
,12T T m V dT C v
U U 其内能改变仍为
3)等温过程0=?∴U T 不变，
Θ 1
2
ln V V vRT W Q =-=故 绝热过程
RT pV dT C pdV U Q m V γγ==-=?=理想气体：又绝热过程：ΘΘ ,0,
RdT Vdp pdV γ=+∴
Vdp
C pdV C R C C Vdp C pdV R C dT m V m p m V m p m V m V ,,,,,,, )(-=∴+=-=+Θ可得：消去0,,,=+∴
=
V
dV
p dp C C m
V m p γγ令 常数两边取积分得：=+V p ln ln γ
即：常数常数常数===--γγγγ
T
p TV pV 1
1
67.13
5
,23,===γR C m V 对单原子：
4.15
7
,25,===
γR C m V 对双原子： )(1
)(,01212,12T T vR
T T vC U U W Q m V --=
-=-=∴=γ绝热Θ ][11
]1)[(1221
1121112
1
V p V p V V V p pdV W V V --=--=
-=-?γγγ绝热 多方过程
C T p C TV C pV n 1n 1n n ===-- 为多方指数等体过程
绝热过程等温过程等压过程
n n n n n ,,,1,0?????
?
?∞====γ 所有满足n
pV =常数的过程都是理想气体多方过程，其中n 可取任意实数。 多方过程的功：n 代替γ
)(1
][11121122T T n R
V p V p n W ----=
ν或 多方过程摩尔热容
pdV dT C dT C dT C dQ m V m n m n +==,,, ννν由热力学第一定律得：Θ
n m m V n m m V m n T
V
p C dT dV p C C )()(
,,,??+=+=∴ 常数又因为=-1n TV T
V n T V dV TV n dT V m
n m n n 11)(
0)1(21--
=???=-+∴-- n
n
C n R C C V RT p m V m V m n m --?=--=∴=
11 ,,,γΘ 当γ>n 时：0,>m n C ，0>?T ，0>?Q 吸热
若γ< 循环过程 系统由某一平衡态出发，经过任意的一系列过程又回到原来的平衡态的整个变化 过程，叫做循环过程。 顺时针----正循环；逆时针----逆循环。 正循环热机及其效率 ABCD 所围成的面积就是正循环所做的净功' W 。 热机的效率：吸 热Q W ' =η 由热力学第一定律： 吸 放放 放 吸放吸Q Q Q Q Q W Q Q - =-= ∴=-1' η 卡诺热机 1 21211T T T T T -=-= 卡诺热机η 只要卡诺循环的21,T T 不变，任意可逆卡诺热机效率始终相等 内燃机循环 1、定体加热循环（奥托循环） γγη---=-=-=--- =112 12123141)(111K V V T T T T T T 2、定压加热循环（狄塞尔循环） ) (1)()(11231423,14,12T T T T T T C T T C Q Q m p m V ---=---=-=γη 焦耳---汤姆孙效应 制冷循环与制冷系数吸 放吸 外吸Q Q Q W Q -= = ε 可逆卡诺制冷机的制冷系数 ??? ? ??-==12122 T T Q Q W ε外 2 12 T T T -= 卡诺冷ε 1T 相同，2T 越小，吸出等量热量，需要外W 越大。 2T 相同，1T 越大，吸出等量热量，需要外W 越大。 热力学第二定律 开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量，并将这热量变为功，而不产生其他影响； A B C D p V 0 克劳修斯表述：热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物。 卡诺定理 1)在相同的高温热源和相同的低温热源间工作的一切可逆热机其效率都相等，而与工作物质无关。 2)在相同高温热源与相同低温热源间工作的一切热机中，不可逆热机的效率都不可能大于可逆热机的效率。 注意:这里所讲的热源都是温度均匀的恒温热源 若一可逆热机仅从某一确定温度的热源吸热，也仅向另一确定温度的热源放热，从而对外作功，那么这部可逆热机必然是由两个等温过程及两个绝热过程所组成的可逆卡诺机。 熵与熵增加原理:热力学系统从平衡态绝热过程到达另一种平衡态的过程中，它的熵永不减少，若过程是可逆的，则熵不变；若过程是不可逆的，则熵增加。（指一个封闭系统中发生任何不可逆过程导致熵增加） 克劳修斯等式 由卡诺定理得：1 21211T T Q Q -=- =η 0 0 ,02 21122211=+∴<=-∴ T Q T Q Q T Q T Q Θ 对任何一个可逆循环：0=?卡 T dQ 可推广到任何可逆循环：01=?=∑?=n i i T Q T dQ 可逆 这就是克劳修斯等式 熵和熵的计算 ?????=∴=+=I b II a b I a a II b b a T dQ T dQ T dQ T dQ T dQ )()()()( 0 引入态函数熵： T dQ dS dQ TdS T dQ S S b a a b 可逆可逆可逆或)()( ===-? pdV dU TdS +=达式：代入热力学第一定律表 注意：1、若变化路径是不可逆的，则上式不能成立； 2、熵是态函数； 3、若把某一初态定为参考态，则：?+ =T dQ S S 0 4、上式只能计算熵的变化，它无法说明熵的微观意义，这也是热力学的局限性； 5、熵的概念比较抽象，但它具有更普遍意义。 ?? ???的熵之差可查熵图表计算初末态、末态参量的函数形式，在代入初计算出熵作为状态参量末态的任意可逆过程设计一个连接相同初、 不可逆过程中熵的计算 以熵来表示热容 V V V T S T dT dQ C )()( ??== p p p T S T dT dQ C )()(??== 理想气体的熵 V dV vR T dT vC dS V RT p dT vC dU pdV dU T dS m V m V +=∴==+= ,, , )(1νΘ理想气体： ,0ln 0V V vR T dT vC S S T T m V +=-? 0 ,00 ,ln ln , :0 p p vR T dT vC S S p p vR T dT vC dS p dp T dT V dV RT pV T T m p m p -=--=∴-==?νΘ也可表达为 温—熵图 在一个有限的可逆过程中，系统从外界所吸收的热量为：?=-b a b a TdS Q 吸收的净热量等于热机在循环中对外输出 的净功。 S T -图上逆时针的循环曲线所围面积是外界对制冷机所作的净功。 第二定律的数学表达式 对于任一初末态 均为平衡态的不可逆过程(在图中可以从i 连 接到f 的一条虚线表示)，可在末态、初态间再连接一可逆过 程，使系统从末态回到初态，这样就组成一循环。这是一不可 逆循环，从克劳修斯不等式知0<+??? ? ???i f f i T dQ T dQ 可逆不可逆 上式又可改写为： f i f i f i S S T dQ T dQ -= 可逆 不可逆)( 将代表可逆过程的熵的表达式与之合并，可写为：)(逆等号可逆，不等号不可可逆i f f i S S T dQ -≤? 这表示在任一不可逆过程中的 T dQ 的积分总小于末、初态之间的熵之差；但是在可逆过程中两者却是相等的，这就是第二定律的数学表达式。 a b c d T S 吸收的净热量 A E p V i f 熵增加原理数学表达式 )(逆等号可逆，不等号不可可逆 i f f i S S T dQ -≤? 在上式中令0=dQ ，则)(0)(逆等号可逆，不等号不可绝热≥?S 它表示在不可逆绝热过程中熵总是增加的； 在可逆绝热过程中熵不变。这就是熵增加原理 的数学表达式。 热力学基本方程 准静态过程的热力学第一定律数学表达式为：pdV dQ dU -= 由于在可逆过程中TdS dQ =，故第一定律可写为：pdV TdS dU -= 对于理想气体,有pdV TdS dT C V -=，所有可逆过程热力学基本上都从上面两个式子出发讨论问题的。 物质的五种物态 气态、液态、固态是常见的物态。液态和固态统称为凝聚态，这是因为它们的密度的数量级是与分子密度堆积时的密度相同的。 自然界中还存在另外两种物态：等离子态与超密态。等离子态也就是等离子体。 固体：固体物质的主要特征是它具有保持自己一定体积（与气态不同）和一定形状（与液态不同）的能力。 固体分为晶体与非晶体两大类 晶体：通过结晶过程形成的具有规则几何外形的固体叫晶体。晶体中的微粒按一定的规则排列。 构成晶体微粒之间的结合力。结合力越强，晶体的熔沸点越高，晶体的硬度越大。 晶体具有规则的几何外形 晶体具有各向异性特征：所谓晶体的各向异性是指各方向上的物理性质如力学性质、热学性质、电学性质、光学性质等都有所不同 晶体有固定的熔点和溶解热 单晶体：在整块晶体中沿各个方向晶体结构周期性地、完整地重复（如石英）。 多晶体：微晶粒之间结晶排列方向杂乱无章（如；金属）。 单晶体或多晶体：只要由同种材料制成，它在给定压强下的熔点、溶解热是确定。这是鉴别晶体、非晶体的最简单的方法。 液体 液体的短程结构：液体具有短程有序、长程无序的特点。 线度：几个分子直径线度液体在小范围内出现”半晶体状态“的微观结构。 液体分子的热运动 实验充分说明，液体中的分子与晶体及非晶态固体中的分子一样在平衡位置附近作振动。 在同一单元中的液体分子振动模式基本一致，不同单元间分子振动模式各不相同。 但是，在液体中这种状况仅能保持一短暂时间.以后，由于涨落等其他因素，单元会被破坏，并重新组成新单元.。 液体中存在一定分子间隔也为单元破坏及重新组建创造条件 液体的表面现象 一种物质与另一种物质(或虽是同一种物质，但其微观结构不同)的交界处是物质结构的过渡层 (这称为界面)，它的物理性质显然不同于物质内部，具有很大的特殊性。 其中最为简单的是液体的表面现象 由液体与其它物质存在接触界面而产生的 有关现象称为液体的表面现象 表面张力 当液体与另一种介质(例如与气体、固体或另一种液体)接触时，在液体表面上会产生一些与液体内部不同的性质。 现在先考虑液体与气体接触的自由表面中的情况。 表面张力是作用于液体表面上的使液面具有收缩倾向的一种力。液体表面单位长度上的表面张力称为表面张力系数，以σ表示 f ? l f ?=?σ f ? 表面能与表面张力系数 从微观上看，表面张力是由于液体表面的过渡区域(称为表面层)内分子力作用的结果。 表面层厚度大致等于分子引力的有效作用距离，其数量级约为m 9-10，即二、三个分子直径的大小。 设分子相互作用势能是球对称的，我们以任一分子为中心画一以0R 为半径的分子作用球. 在液体内部，其分子作用球内其他分子对该分子的作用力是相互抵消的。 但在液体表面层内却 并非如此.若液体与它的蒸气 相接触，其表面层内分子作用球的情况示于图。 因表面层分子的作用球中或多或少总有一部分是密度很低的气体， 使表面层内任一分子所受分子力不平衡，其合力是垂直于液体表面 并指向液体内部的。 在这种分子力的合力的作用下，液体有尽量缩小它的表面积的趋势，因而使液体表面像拉紧的膜一样。表面张力就是这样产生的。 当外力F 在等温条件下拉伸铁丝(见图)以扩大肥皂膜的表面积A ?时, 力F 作的功为x F W ?=?因为L F σ2=，x L A ?=?2 故A W ?=?σ 在扩大液体表面积过程中，一部分液体内部的分子要上升到表面层中， 而进入表面层的每一个分子都需克服分子力的合力(其方向指向液体内部)作功。 既然分子力是一种保守力，外力克服表面层中分子力的合力所作的功便等于表面层上的分子引力势能的增加。 我们把液体表面比液体内部增加的分子引力势能称为表面自由能表F (简称为表面能) 故dA dF dW σ==表可知，表面张力系数σ就等于在等温条件下增加单位面积液体表面所增加的表面自由能。正因为表面张力系数有两种不同的定义。它的单位也可写成两种不同的形式：21--??m J m N 及 弯曲液面附加压强 很多液体表面都呈曲面形状，常见的液滴、毛细管中水银表面及肥皂泡的外表面都是凸液面，而水中气泡、毛细管中的水面、肥皂泡的内液面都是凹液面。 由于表面张力存在，致使液面内外存在的压强差称为曲面附加压强。 l ?x dx A B L 通用技术复习资料 第一章走进技术世界 一、技术的价值： 1、技术与人的关系 技术是人类满足自身的需求、愿望，更好的适应大自然，而采取的方法和手段。 （1）人类需要着衣裳遮身避寒——纺织、印染、缝制技术。 （2）人类需要进食补充能量——食品烹饪加工、农作物栽培、家禽饲养技术。 （3）人类需要住所以避风挡雨——建筑技术 （4）人类需要抵御野兽攻击和伤害——武器制造技术。 （5）人类需要出行——车、船制造技术。 （6）人类需要交往、保持联系——邮电通讯技术。 技术的作用： 保护人：提供抵抗不良环境，防止被侵害的手段和工具。 解放人：解放或延长了身体器官，拓展活动了空间，提高了劳动效率，增强了各方面的能力。 发展人：技术促进人的精神和智力的发展，使得人的创新精神和批判能力得以提高，思维方式发生转变，自我价值得以体现。 2、技术与社会的关系 技术促进社会的发展，丰富社会文化内容，改变社会生活方式，是推动社会发展和文明进步的主要动力之一。具体为： （1）技术是社会财富积累的一种形式，对社会生产具有直接的经济意义。它促进了社会经济的增长，实现了产业结构的升级，并为企业的发展提供了基础。如福特T型车的生产流水线。 （2）随着技术的发展，劳动力结构也发生了较大的变化，第一第二产业从业者数量减少，第三产业从业者数量大幅度增加。例如：因为农业技术的发展与劳作方式的变革使农业从业人口减少。 （3）技术不仅为生产提供了先进的手段和工具，提高了生产效率和经济效益，而且丰富了人们的社会生活，使人们衣食、住、行、交往、娱乐、教育等方面都发生了改变。 （4）技术进步不仅带动社会生产的发展和社会活动的变化，而且渗透到军事、政治、文化各领域。 3、技术与自然的关系 （1）利用技术，人类可以改造和利用自然。如：填海造田、南水北调、西气东输、都江堰、荷兰的风车。 （2）人类利用技术和改造自然要有合理的尺度，要注意对自然的保护，不能忽视对自然的保护，不能忽视一些技术或产品对环境可能造成的负面影响。 （3）技术的发展给自然环境带来了问题，但也给解决这些问题提供了可能。 “绿色”技术：主要包括绿色产品的生产技术以及清洁工艺等。 绿色产品：指在生产和生活中，不会污染环境和破坏生态的产品的总称。 二、技术的性质 1、技术的目的性 技术总是从一定的目的出发，针对具体的问题，形成解决方案，从而满足人们的某方面的需求。例如：助听器的发明。人类有目的、有计划、有步骤地技术活动推动了技术的不断发展。 2、技术的创新性 创新是技术发展的核心。技术的发展需要创新。技术创新常常表现为技术革新和技术发明。技术革新一般是在原有技术的基础上的变革和改进，技术发明则是一项新技术的产生。 3、技术的综合性 （1）技术活动往往需要综合运用多种知识。 技术具有跨学科的性质，综合性是技术的内在特性。一般地，每一项技术都需要综合运用多个学科、多方面的知识。 （2）技术与科学的区别与联系 科学是对各种事实和现象进行观察、分类、归纳、演绎、分析、推理、计算和实验，从而发现规律，并予以验证和公式化的知识体系。科学侧重认识自然，力求有所发展，科学是回答“为什么”）；科学通过实验验证假设，形成结论。 技术则是人类为了满足自身的需要和愿望对大自然进行的改造。技术侧重改造和利用自然，力求有所发明（技术是解决“怎么办”），科学促进了技术的发展，技术推动了科学的进步。技术通过试验，验证方案的可行性与合理性，并实现优化。 热学 一、重点概念和规律 1分子运动论的三条基本理论 ⑴物体由大量分子构成 油膜法估算分子直径：S V D = 阿伏加德罗常熟估算分子直径： 固、液分子体积：3366A A N M D D N M v πρπρ=→== D ：m 1010- 气体分子间距：33A A N M D D N M v ρρ=→== D ：m 910- 分子质量：A N M m = kg 27261010---- ⑵分子在永不停息地做无规则运动---热运动 扩散现象：由于分子的无规则运动，相互接触的物体的分子彼此进入对方的现象。温度越高，扩散越快。气体扩散速度＞液体扩散速度＞固体扩散速度。 布朗运动：悬浮在液体中的微小固体颗粒的永不停息的无规则运 动。 原因：液体分子无规则运动，对微小固体颗粒的碰撞不平衡。 决定布朗运动剧烈程度的因素：a ：颗粒越小越剧烈，b ：温度越高越剧烈。 ⑶分子间存在着相互作用力 ①分子间同时存在引力和斥力，都随分子间距离的增大而减小，但斥 机械能 及其转化 定义：机械能是指动能和势能的总和。 转化：动能和势能之间相互转化。 机械能守恒：无阻力，动能和势能之间总量不变。 力减小得快。分子力F 是它们的合力。 当r ＜0r 时 F 表现为斥力 当r ＝0r 时 F=0 当100r ＞r ＞0r 时 F 表现为引力 当r ＞100r 时 F=0 2 物体的内能 ⑴分子热运动的动能：分子由于做无规则运动而具有的动能。 分子热运动的平均动能：n E E ki k ∑ =- ，所有分子热运动的动能的 总和比分子总数。 温度是分子热运动的平均动能的标志。 ⑵分子势能：分子间存在相互作用，由分子间距离决定的能量。 分子力做功和分子势能的关系：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加。 分子势能与分子间距离r 的关系： 当r ＞100r 时，p E =0； 当100r ＞r ＞0r 时，r 减小p E 当r ＝0r 时，p E 最小； 当r ＜0r 时，r 减小p E 增大。 ∑+=- pi k E E n U 3气体分子运动特点及内能 r E 大学物理热学总结 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 大学物理热学总结 (注：难免有疏漏和不足之处，仅供参考。 ) 教材版本：高等教育出版社《大学物理学》热力学基础 1、体积、压强和温度是描述气体宏观性质的三个状态参量。 ①温度：表征系统热平衡时宏观状态的物理量。摄氏温标，t表示，单位摄氏度（℃）。热力学温标，即开尔文温标，T表示，单位开尔文，简称开（K）。 热力学温标的刻度单位与摄氏温标相同，他们之间的换算关系： T/K=273.15℃+ t 温度没有上限，却有下限，即热力学温标的绝对零度。温度可以无限接近0K，但永远不能达到0K。 ②压强：气体作用在容器壁单位面积上指向器壁的垂直作用力。单位帕斯卡，简称帕（Pa）。其他：标准大气压（atm）、毫米汞高（mmHg）。 1 atm =1.01325×105 Pa = 760 mmHg ③体积：气体分子运动时所能到达的空间。单位立方米（m3）、升（L） 2、热力学第零定律：如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡，则这两个系统也必处于热平衡。 该定律表明：处于同一热平衡状态的所有热力学系统都具有一个共同的宏观特征，这一特征可以用一个状态参量来表示，这个状态参量既是温度。3、平衡态：对于一个孤立系统（与外界不发生任何物质和能量的交换）而言，如果宏观性质在经过充分长的时间后保持不变，也就是系统的状态参量不再岁时间改变，则此时系统所处的状态称平衡态。 通常用p—V图上的一个点表示一个平衡态。（理想概念） 4、热力学过程：系统状态发生变化的整个历程，简称过程。可分为： ①准静态过程：过程中的每个中间态都无限接近于平衡态，是实际过程进行的无限缓慢的极限情况，可用p—V图上一条曲线表示。 ②非准静态过程：中间状态为非平衡态的过程。 Internet技术 1.Internet是世界上最大的网络，实质是网络的网络。 2.互联网是一组全球信息资源的总称。 3.Internet：由路由器及通信线路基于一个共同的通信协议，将不同地区，不同环境的网 络互联成为一个整体，形成一个全球化的虚拟网络，是共享资源的集合。 Internet的主要功能 4.WWW服务 a)（WorldWideWeb）万维网服务 b)网页文件连接的组合 c)超级连接文本：文本，声音，图形，动画，影像组成。 d)HTTP协议：WWW客户机到WWW服务器之间传输用的协议。 e)HTML：超文本标记语言，编写网页的语言。 5.电子邮件服务：利用存储-转发原理，克服时间，地理上的距离，通过计算机终端和通 信网络进行文字、声音、图像等信息的传递 6.数据检索：分类目录和关键字 7.电子公告板（BBS）：基于电子邮件的服务 8.远程登录 9.商业应用 ISP 网络服务供应商，是Internet网络用户接入和信息服务的提供者 10.分类 a)为用户提供拨号入网业务的小型ISP（应为IAP）。区域性强，服务能力有限，没有 自己的主干网络和信息源，提供的服务信息有限 b)真正意义上的ISP：全方位服务，有全国或较大区域的联网能力，可提供专线、拨 号上网 11.ISP服务 a)提供专线接入：提供如DDN、X.25、FR、CATV等专线接入 b)提供拨号接入：向用户提供通过公用电话网联机访问Internet的能力，包括UNIX 仿真终端方式和SLIP/PPP连网方式 c)提供电子邮件服务 d)提供信息服务：提供的信息（用户名（账号）、用户口令（密码）、IP地址、域名服 务器（DNS）地址） e)提供联网设备，网络系统集成，软件安装和使用培训服务 12.主页：打开浏览器后第一个出现的页面 13.超文本：含有超链接的文本 14.超链接：通过网址链接到别的网页 15.统一资源定位器（URL，又称为网址） 16.HTML的超链接用URL来定位信息资源所在的位置 17.格式协议：//域名或IP地址（：端口号）/路径名/文件名 a)协议：又称信息服务类型，是客户端浏览器访问各种服务器资源的方法 b)端口号：默认端口号可以省略 c)文件名或路径名缺省时，会返回浏览器一个index.html或default.html文件 18.Internet的特点 a)对用户隐藏网间连接的底层节点，用户不必了解硬件连接细节 b)不指定网络互联的拓扑结构 原子物理 一、波粒二象性 1、热辐射：一切物体均在向外辐射电磁波。这种辐射与温度有关。故叫热辐射。 特点：1）物体所辐射的电磁波的波长分布情况随温度的不同而不同；即同时辐射各种 波长的电磁波，但某些波长的电磁波辐射强度较强，某些较弱，分布情况与 温度有关。 2）温度一定时，不同物体所辐射的光谱成分不同。 2、黑体：一切物体在热辐射同时，还会吸收并反射一部分外界的电磁波。若某种物体，在热辐射的同时能够完全吸收入射的各种波长的电磁波，而不发生反射，这种物体叫做黑体(或绝对黑体)。在自然界中，绝对黑体实际是并不存在的，但有些物体可近似看成黑体，例如，空腔壁上的小孔。 注意，黑体并不一定是黑色的。 热辐射特点 吸收反射特点 一般物体 辐射电磁波的情况与温度，材 料种类及表面状况有关 既吸收，又反射，其能力与材料的种类及入射光波长等因素有关 黑体 辐射电磁波的强度按波长的 分布只与黑体温度有关 完全吸收各种入射电磁波，不反射 黑体辐射的实验规律： 1）温度一定时，黑体辐射的强度，随波长分布有一个极大值。 2）温度升高时，各种波长的辐射强度均增加。 3）温度升高时，辐射强度的极大值向波长较短方向移动。 4、能量子:上述图像在用经典物理学解释时与该图像存在严重的不符（维恩、瑞利的解释）。普朗克认为能量的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．νεh = )1063.6(34叫普朗克常量s J h ??=?。由量子理论得出的结果与黑体的辐射强度 图像吻合的非常完美，这印证了该理论的正确性。 5光电效应：在光的照射下，金属中的电子从金属表面逸出的现象。发 射出来的电子叫光电子。光电效应由赫兹首先发现。 爱因斯坦指出: ① 光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份能量子叫做一个光子．光子的能量为ε＝h ν，其中h=6.63×10－34 J ·s 叫普朗克常量，ν是光的频率； ② 当光照射到金属表面上时，一个光子会被一个电子吸收，吸收的过程是瞬间的（不超过10-9 s ）。电子在吸收光子之后，其能量变大并向金属外逃逸，从而产生光电效应现象； 热 学 公 式 1.理想气体温标定义:0 273.16lim TP p TP p T K p →=?(定体) 2.摄氏温度t 与热力学温度T 之间的关系:0 //273.15t C T K =- 华氏温度F t 与摄氏温度t 之间的关系:9325 F t t =+ 3.理想气体状态方程:pV RT ν= 1mol 范德瓦耳斯气体状态方程:2 ()()m m a p V b RT V + -= 其中摩尔气体常量8.31/R J mol K =?或2 8.2110/R atm L mol K -=??? 4.微观量与宏观量的关系:p nkT =,23kt p n ε= ,3 2kt kT ε= 5.标准状况下气体分子的数密度(洛施密特数)253 0 2.6910/n m =? 6.分子力的伦纳德-琼斯势:12 6 ()4[()()]p E r r r σ σ ε=-,其中ε为势阱深度 , σ= ,特别适用于惰性气体,该分子力大致对应于昂内斯气体; 分子力的弱引力刚性球模型(苏则朗模型):06 000, ()(), p r r E r r r r r φ+∞ 1、检测技术：完成检测过程所采取的技术措施。 2、检测的含义：对各种参数或物理量进行检查和测量，从而获得必 要的信息。 3、检测技术的作用：①检测技术是产品检验和质量控制的重要手段 ②检测技术在大型设备安全经济运行检测中得到广泛应用③检测技 术和装置是自动化系统中不可缺少的组成部分④检测技术的完善和 发展推动着现代科学技术的进步 4、检测系统的组成：①传感器②测量电路③现实记录装置 5、非电学亮点测量的特点：①能够连续、自动对被测量进行测量和 记录②电子装置精度高、频率响应好，不仅能适用与静态测量，选 用适当的传感器和记录装置还可以进行动态测量甚至瞬态测量③电 信号可以远距离传输，便于实现远距离测量和集中控制④电子测量 装置能方便地改变量程，因此测量的范围广⑤可以方便地与计算机 相连，进行数据的自动运算、分析和处理。 6、测量过程包括：比较示差平衡读数 7、测量方法；①按照测量手续可以将测量方法分为直接测量和间接 测量。②按照获得测量值得方式可以分为偏差式测量，零位式测量 和微差式测量，③根据传感器是否与被测对象直接接触，可区分为 接触式测量和非接触式测量 8、模拟仪表分辨率= 最小刻度值风格值的一半数字仪表的分辨率 =最后一位数字为1所代表的值 九、灵敏度是指传感器或检测系统在稳态下输出量变化的输入量变化的 比值 s=dy/dx 整个灵敏度可谓s=s1s2s3。 十、分辨率是指检测仪表能够精确检测出被测量的最小变化的能力 十一、测量误差：在检测过程中，被测对象、检测系统、检测方法和检测人员受到各种变动因素的影响，对被测量的转换，偶尔也会改变被测对象原有的状态，造成了检测结果和被测量的客观值之间存在一定的差别，这个差值称为测量误差。 十二、测量误差的主要来源可以概括为工具误差、环境误差、方法误差和人员误差等 十三、误差分类：按照误差的方法可以分为绝对误差和相对误差；按照误差出现的规律，可以分系统误差、随机误差和粗大误差；按照被测量与时间的关系，可以分为静态误差和动态误差。 十四、绝对误差；指示值x与被测量的真值x0之间的差值 =x—x0 十五、相对误差；仪表指示值得绝对误差与被测量值x0的比值r=（x-x0/x0）x100% 第七章：分子动理论 内容1、物体是由大量分子组成的 内容2、 分子永不停息的做无规则热运动 内容3、分子间同时存在相互作用的引力和斥力 一、物体是由大量分子组成的 阿伏加德罗常数（N A ＝6.02×1023mol －1：联系微观量与宏观量的桥梁。 微观量: 分子体积v 0、分子直径d 、分子质量m 0 分子总个数N 宏观量: 物质体积v 、摩尔体积V 、物质质量m 、摩尔质量M 物质密度ρ、物质的量n 。 分子质量m 0=摩尔质量M/阿伏加德罗常数N A 即m 0= M/N A 分子质量m 0=物质密度ρ*摩尔体积V/阿伏加德罗常数N A 即m 0= ρV/N A 分子质量数量级10－26kg 分子体积v 0=摩尔体积V/阿伏加德罗常数N A ：v 0=V/N A 分子体积v 0=摩尔质量M/物质密度ρ*阿伏加德罗常数N A 即v 0=M/ρN A （对气体，v 0应为气体分子占据的空间大小）分子直径：（数量级10－10m ） ○1球体模型．V d =3)2(34π （固体、液体一般用此模型） ○2立方体模型．30=V d （气体一般用此模型 固体、液体估算直径也可）（对气体，d 应理解为相邻分子间的平均距离） 分子的数量：N=n N A =m/m 0 =v/v 0 n=m/M n=v/V ( n=ρv/M n=m/ρV ) (*对气体，v 0应理解为气体分子所占空间体积*) 固体、液体分子可估算分子大小(认为分子一个挨一个紧密排列)；气体分子不可估算大小，只能估算分子间平均距离、所占空间体积 油膜法测油酸分子直径 （利用宏观量求微观量） 原理： d= V/S d: 单分子油膜层厚度 v: 1滴油酸酒精溶液中油酸体积=N 滴油酸酒精溶液总体积*浓度/N s:单分子油膜面积(查格数：多于半格算一个格，少于半格不算） 二、 分子永不停息的做无规则热运动 分子永不停息的无规则运动叫热运动------（微观运动） 1、扩散现象：不同物质彼此进入对方。 温度越高，扩散越快。 (扩散现象由于分子热运动引起的，是宏观现象，不是分子的热运动) 应用举例：向半导体材料掺入其它元素 扩散现象不是外界作用引起的，是分子无规则运动的直接结果，是分子无规则运动宏观反映 间 接 说 明：分子间有间隙 2、布朗运动：悬浮在液（气）体中的固体小微粒的无规则运动，要用显微镜来观察． 布朗运动发生的原因是固体小微粒受到周围微粒的 液（气）体分子无规则运动地撞击的不平衡性造成的．因而布朗运动说明了（与固体小微粒接触的液体或气体）分子在永不停息地做无规则运动． （1）布朗运动不是固体微粒中分子的无规则运动． 第一章走进技术世界 一、技术的价值 技术是人类为满足自身的需求和愿望对大自然进行的改造。它具有保护人、解放人和发展人的作用。 1.技术改造自然、利用自然，使自然造福人类。 2.技术对自然产生负影响，应以可持续发展为目标开发利用自然。 二、技术的性质 技术的目的性；技术的创新性；技术的综合性；技术的两面性；技术的专利性 1.创新是技术发展的核心所在，创新推动技术的发展。 2.技术创新表现为：技术革新、技术发明。 科学是发现规律并对其验证和公式化的知识体系。技术则是为了满足人的需要而对大自然的改造。 侧重：科学发现什么，为什么； 技术回答怎么办； 过程：科学用实验证明理论规律；技术用试验验证可行、合理性联系：科学是技术发展的基础，技术发展促进科学的应用。 知识产权：著作权、专利权、商标权。 专利权申请：符合新颖性、创造性、实用性的发明技术可以提出申请。 提交申请阶段、受理阶段、初审阶段、发明专利申请公布阶段、 发明专利申请实质审查阶段、授权阶段 第二章技术世界中的设计 一、技术与设计的关系 1.技术的发展离不开设计：设计是基于一定设想的、有目的的规划及创造活动。 （1）设计是推动技术发展的重要驱动力。技术的创新、技术产品的更替、工艺的改进都需要设计。 （2）设计是技术成果转化的桥梁和纽带。（3）设计促进了技术的革新。 2.技术更新对设计产生重要影响 （1）技术是设计的平台，技术的进步直接制约着设计的发展。（2）技术更新为设计提供了更为广阔的发展空间。 （3）技术进步还促进人们设计思维和手段的发展。 3.设计的丰富内涵 技术设计侧重：功能、材料、程序、工艺；艺术设计侧重：色彩、造型、欣赏、审美、感觉 二、设计中的人机关系 人机关系要实现的目标：高效、健康、舒适、安全。 （1）普通人群与特殊人群 （2）静态的人与动态的人：设计的产品不但要符合人体的静态尺寸，也要符合人体的动态尺寸。 （3）人的生理需求与人的心理需求：设计中的人机关系，满足 热学复习大纲 等温压缩系数 K^-1 (dV )T V d P 体膨胀系数 P p = -( dV )p p V dT p 压强系数O V =2(业)V p dT =1 ('d L)p 通常 ot v =3。 l dT 热力学第零定律 B 没有接触，它们仍然处于热平衡状态，这种规律被称为热力学第零定律。 1) f 选择某种测温物质，确定它的测温属性; 经验温标三要素: ) 选定固定点; 经验温标：理想气体温标、华氏温标、兰氏温标、摄氏温标 (热力学温标是国际实用温标不是经验温标 理想气体物态方程 p 0V 0 R=-— =8.31J / mol K T 0 ?M = Nm ,M m = N A m k = R 1.3^10^3 J / K n 为单位体积内的数密度 N A N A =6.02 X1023 个 /mol 理想气体微观模型 1分子本身线度比起分子间距小得多而可忽略不计 23 洛喜密脱常数 ：n o = — m A = 2.7Xio 25 m A 22.4X10 距离： 1 1 "3 Q =( 25 )3 m =3.3X10 m 2.7X10 1 1 3 3 3M m 3 二0 r =( --- ) =(—-—)3 =2.4X10 m '4 兀 n '4 兀 PN A 2、 除碰撞一瞬间外，分子间互作用力可忽略不计。分子在两次碰撞之间作自由的匀速直线 运动； 3、 处于平衡态的理想气体，分子之间及分子与器壁间的碰撞是完全弹性碰撞； 4、 分子的运动遵从经典力学的规律 ：在常温下，压强在数个大气压以下的气体，一般都能 很好地满足理 3) 进行分度，即对测温属性随温度的变化关系作出规定。 线膨胀系数a :在不受外界影响的情况下，只要 A 和B 同时与C 处于热平衡，即使 A 和 空/亘量 T pV =\RT =—RT M m p = nkT 标准状态下分子间平均 1 U)3 n o 氢分子半径 计算机三级网络技术备考复习资料 第一章计算机基础 1、计算机的四特点：有信息处理的特性，有广泛适应的特性，有灵活选择的特性。有正确应用的特性。（此条不需要知道） 2、计算机的发展阶段：经历了以下5个阶段(它们是并行关系)： 大型机阶段(1946年ENIAC、1958年103、1959年104机)、 小型机阶段、微型机阶段（2005年5月1日联想完成了收购美国IBM公司的全球PC业务）、客户机/服务器阶段（对等网络与非对等网络的概念） 互联网阶段（Arpanet是1969年美国国防部运营，在1983年正式使用TCP/IP协议；在1991年6月我国第一条与国际互联网连接的专线建成，它从中国科学院高能物理研究所接到美国斯坦福大学的直线加速器中心；在1994年实现4大主干网互连，即全功能连接或正式连接；1993年WWW技术出现，网页浏览开始盛行。 3、计算机应用领域：科学计算（模拟核爆炸、模拟经济运行模型、中长期天气预报）、事务处理（不涉及复杂的数学问题，但数据量大、实时性强）、过程控制（常使用微控制器芯片或者低档微处理芯片）、辅助工程(CAD，CAM，CAE，CAI，CAT)、人工智能、网络应用、多媒体应用。 4、计算机种类： 按照传统的分类方法：分为6大类：大型主机、小型计算机、个人计算机、工作站、巨型计算机、小巨型机。 按照现实的分类方法：分为5大类：服务器、工作站(有大屏幕显示器)、台式机、笔记本、手持设备(PDA等)。 服务器：按应用范围分类：入门、工作组、部门、企业级服务器；按处理器结构分：CISC、RISC、VLIW(即EPIC)服务器； 按机箱结构分：台式、机架式、机柜式、刀片式（支持热插拔，每个刀片是一个主板，可以运行独立操作系统）； 工作站：按软硬件平台：基于RISC和UNIX-OS的专业工作站；基于Intel和Windows-OS 的PC工作站。 5、计算机的技术指标： （1）字长：8个二进制位是一个字节。（2）速度：MIPS：单字长定点指令的平均执行速度，M:百万；MFLOPS：单字长浮点指令的平均执行速度。（3）容量：字节Byte用B表示，1TB=1024GB（以210换算）≈103GB≈106MB≈109KB≈1012B。 （4）带宽(数据传输率) ：1Gbps（10亿）=103Mbps（百万）=106Kbps（千）=109bps。（5）可靠性：用平均无故障时间MTBF和平均故障修复时间MTTR来表示。(6)版本 6、微处理器简史：Intel8080（8位）→Intel8088（16位）→奔腾（32位）→安腾（64位）EPIC 7、奔腾芯片的技术特点:奔腾32位芯片，主要用于台式机和笔记本，奔腾采用了精简指令RISC技术。 (1)超标量技术：通过内置多条流水线来同时执行多个处理，其实质是用空间换取时间；两条整数指令流水线，一条浮点指令流水线。 (2)超流水线技术：通过细化流水，提高主频，使得机器在一个周期内完成一个甚至多个操作，其实质是用时间换取空间。 奔腾采用每条流水线分为四级流水：指令预取，译码，执行和写回结果。(3)分支预测：分值目标缓存器动态的预测程序分支的转移情况。(4)双cache哈佛结构：指令与数据分开存储。 (5)固化常用指令。(6)增强的64位数据总线：内部总线是32位，与存储器之间的外部总线 初中物理热学知识点总结 1．温度：是指物体的冷热程度。 2．温度计使用：(1)使用前应观察它的量程和最小刻度值；(2)使用时温度计玻璃泡要全部浸入被测液体中，不要碰到容器底或容器壁；(3)待温度计示数稳定后再读数；(4)读数时玻璃泡要继续留在被测液体中，视线与温度计中液柱的上表面相平。 3．固体、液体、气体是物质存在的三种状态。 第二、分子运动论初步知识 1．分子运动论的内容是：（1）物质由分子组成；（2）一切物体的分子都永不停息地做无规则运动。（3）分子间存在相互作用的引力和斥力。 2．扩散：不同物质相互接触，彼此进入对方现象。 3．固体、液体压缩时分子间表现为斥力大于引力。 固体很难拉长是分子间表现为引力大于斥力。 4．内能：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫内能。。一切物体都有内能。内能单位：焦（内能也称热能） 5．物体的内能与温度有关：物体的温度越高，分子无规则运动越剧烈，内能就越大。 6．热运动：物体内部大量分子的无规则运动。 7．改变物体的内能两种方法：做功和热传递，这两种方法对改变物体的内能是等效的。 8．物体对外做功，物体的内能减小；外界对物体做功，物体的内能增大。 9．物体吸收热量，当温度升高时，物体内能增大；物体放出热量，当温度降低时，物体内能减小。 10．所有能量的单位都是：焦耳。 11．热量（Q）：在热传递过程中，传递能量的多少叫热量。（物体含有多少热量的说法是错误的） 12．比热（c ）：单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量叫做这种物质的比热。 13．比热是物质的一种属性，它不随物质的体积、质量、形状、位置、温度的改变而改变，只要物质相同，比热就相同。 14．比热的单位是：焦耳/(千克?℃)，读作：焦耳每千克摄氏度。 第一章导论 1. 宏观描述方法和微观描述方法 热力学是热物理学的宏观理论,而统计物理学则是热物理学的微观理论. 2. 热力学系统的平衡态 在不受外界条件的影响下,经过足够长时间后系统必将达到一个宏观上看来不随时间变化的状态,这才是平衡态 判断是否平衡态的标准：有无热流与粒子流. 力学平衡条件:通常情况下，表现为压强处处相等 热学平衡条件：温度处处相等(无热流) 化学平衡条件：无外场作用下，系统各部分的化学组成处处相同 只有在外界条件不变的情况下同时满足力学平衡条件、热学平衡条件和化学平衡条件的系统，才不会存在热流与粒子流，才处于平衡态。 3.热力学第零定律和温标 热力学第零定律的物理意义：互为热平衡的物体之间必存在一个相同的特征-----它们的温度是相同的 温标是温度的数值表示法 建立经验温标的三个要素： （1）选择某种测温物质，确定它的测温属性（某种属性随着冷热程度的改变而单调、显著的改变） （2）选定固定点（如水的沸点为100℃，冰的正常熔点是0℃） （3）进行分度 水的三相点温度为273.16k，冰点温度为273.15k 热力学温标为基本温标 摄氏温标、理想气体温标和热力学温标 4、物态方程 处于平衡态的某种物质的热力学参量(如压强、体积、温度)之间所满足的函数关系称为这种物质的物态方程,或称状态方程。物态方程都显含有温度T。 只有在压强趋于零时的气体才是理想气体，在理想气体条件下，一切不同化学组成的气体在热学性质上的差异趋于消失。 理想气体物态方程：R=8.31普适气体常量另一形式：p=nkT 能严格满足理想气体物态方程的气体才是理想气体，理想气体虽然是一种理想模型，但常温 通用技术相关知识点汇 总 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】 通用技术相关知识点汇总 一、技术的性质 1、技术的目的性 2、技术的创新性 3、技术的综合性 4、技术的两面性 5、技术 的专利性 注：能通过具体的实例分析出体现技术的什么性质。 二、技术与设计的关系 1、设计是技术发展的重要驱动力 设计：是基于一定的设想，有目的的规划及创造活动。 技术：认为为满足自身的需求和愿望对大自然进行的改造。 科学：对各种事实和现象进行观察，分析，发现规律，并予以验证和公式化的知识体系。 科学是“是什么为什么”，二技术是“怎么办”。 2、技术发展对设计产生重要影响 3、技术的丰富内涵：技术设计是设计的核心。 三、人机关系及其目标 人机关系：物品与使用的人产生一种相互的关系。 人机关系的目标：1、高效 2、健康 3、舒适 4、安全。 四、技术试验及其方法 技术试验：为了某种目的所进行的尝试，检验等探索性试验活动。 技术试验的方法：1、优先实验法 2、模拟实验法 3、虚拟实验法 4、强化实验法 5、移植实验法 五、设计的一般过程 发现与明确问题—制定设计方案—制作模型或原型—测试评估及优化—编写产品说明书 六、设计的一般原则 1、创新性原则：创新是设计的核心。 2、实用性原则 3、经济型原则：最低的费用取得最大的效益。 4、美观原则 5、道德原则 6、技术规范原则 7、可持续发展原则 七、方案构思的方法 方案构思：在一定的调查研究和设计分析的基础上，通过思考将客观存在的各要素按照一定的规律架构起来，形成一个完整的抽象物，并采用图、模型、语言、文字等方式呈现的思维过程。 方法：1、草图法 2、模仿法 3、奇特构思法 八、常用的创造技法 1、头脑风暴法 2、列举法 3、设问法 九、常见的技术图样 1、正投影与三视图（主视图俯视图左视图） 2、形体的尺寸标注 3、机械加工图 4、剖视图 热学复习大纲 α αααβ3 )(1 )(1 )(1 )(1 ====- =V p V V p p T T dT dl l dT dp p dT dV V dP dV V K 通常线膨胀系数压强系数体膨胀系数等温压缩系数 热力学第零定律:在不受外界影响的情况下，只要A 和B 同时与C 处于热平衡，即使A 和B 没有接触，它们仍然处于热平衡状态，这种规律被称为热力学第零定律。 为单位体积内的数密度恒量理想气体物态方程 n K J N R k m N M Nm M K mol J T V p R nkT p RT M M RT pV T pV A A m m /1038.1,/31.823000-?===?==???? ? ???? ====νmol N A /1002.623个?= 理想气体微观模型 1、分子本身线度比起分子间距小得多而可忽略不计 m N M n r m m n L m m n A m 10313 1 931 25 31 03 253 3 230104.2)43()43(103.3)107.21()1(:107.210 4.221002.6:-----?===?=?==?=??=πρπ氢分子半径距离标准状态下分子间平均洛喜密脱常数 2、除碰撞一瞬间外，分子间互作用力可忽略不计。分子在两次碰撞之间作自由的匀速直线 运动； 3、处于平衡态的理想气体，分子之间及分子与器壁间的碰撞是完全弹性碰撞； 4、分子的运动遵从经典力学的规律:在常温下，压强在数个大气压以下的气体，一般都能很好地满足理想气体方程。 处于平衡态的气体均具有分子混沌性 单位时间内碰在单位面积器壁上的平均分子数 高一信息技术知识点总结 《高一信息技术知识点总结》是一篇好的范文，感觉很有用处，为了方便大家的阅读。 篇一：高中信息技术必修各章节知识点汇总第一章《信息与信息技术》知识点、信息及其特征一、信息的概念信息是事物的运动状态及其状态变化的方式。 ☆信息与载体密不可分，没有无载体的信息，没有载体便没有信息，信息必须通过载体才能显示出来。 二、信息的一般特征☆信息不能独立存在，必须依附于一定的载体，而且，同一个信息可以依附于不同的载体。 ☆信息的载体依附性使信息具有可存储、可传递、☆物质、能量和信息是构成世界的三大要素。 ☆信息又是可以增殖的。 ☆信息只有被人们利用才能体现出其价值，而有些信息的价值则可能尚未被我们发现。 ☆时效性与价值性紧密相连，☆☆信息共享一般不会造成信息的丢失，☆信息共享也不会改变信息的内容。 、日新月异的信息技术一、信息技术的悠久历史、信息技术（）是指一切与信息的获取加工表达交流管理和评价等有关的技术。 、信息技术的五次革命第一次信息技术革命是语言的使用，意义：是从猿进化到人的重要标志；第三次信息技术革命是印刷术的发明，意义：为知识的积累和传播了更可靠的保证；第页共页载体举例：报纸、课本、光盘等信息举例：报纸上刊登的足球消息播出的新闻等价值性举例：最全面的范文写作网站学习材料、生产技术商业信息、定位系统时效性举例：天气预报、股市信息交通信息共享性举例：网络信息、课本图书等问：才高八斗，学富五车是形容一个人的知识非常多，家中的书多的以至于搬家时要用车来拉，因为当时的书是笨重的竹简。 从而使得知识的积累和传播极为不便，从信息技术革命的发展历程来看，这应该是属于第（）次信息技术革命以前的事。 第四次信息技术革命是电报、电话、广播、电视的出现和普及，意义：进一步突破了时间和空间的限制；第五次信息技术革命是计算机技术与现代通信☆信息技术在不断，但一些古老的信息技术仍在使用，不能因为出现了新的信息技术就抛弃以前的信息技术。 二、信息技术的发展趋势：信息技术的发展趋势是（人性化）和（大众化）,、越来越友好的人机界面图形用户界面使显示在计算机屏幕上的内容在可视性和操控性方面大大改善。 ）虚拟现实技术：（）语音技术：语音识别技术（）语音合成技术（））智能代理技术：是人工 高中物理知识点总结热 力学基础 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】 一.教学内容：热力学基础（一）改变物体内能的两种方式：做功和热传递 1. 做功：其他形式的能与内能之间相互转化的过程，内能改变了多少用做功的数值来量度，外力对物体做功，内能增加，物体克服外力做功，内能减少。 2. 热传递：它是物体间内能转移的过程，内能改变了多少用传递的热量的数值来量度，物体吸收热量，物体的内能增加，放出热量，物体的内能减少，热传递的方式有：传导、对流、辐射，热传递的条件是物体间有温度差。 （二）热力学第一定律 1. 内容：物体内能的增量等于外界对物体做的功W和物体吸收的热量Q 的总和。 2. 表达式：。 3. 符号法则：外界对物体做功，W取正值，物体对外界做功，W取负值，吸收热量Q 取正值，物体放出热量Q取负值；物体内能增加取正值，物体内能减少取负值。 （三）能的转化和守恒定律 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从一个物体转移到另一个物体。在转化和转移的过程中，能的总量不变，这就是能量守恒定律。 （四）热力学第二定律 两种表述：（1）不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化。 （2）不可能从单一热源吸收热量，并把它全部用来做功，而不引起其他变化。 热力学第二定律揭示了涉及热现象的宏观过程都有方向性。 （3）热力学第二定律的微观实质是：与热现象有关的自发的宏观过程，总是朝着分子热运动状态无序性增加的方向进行的。 （4）熵是用来描述物体的无序程度的物理量。物体内部分子热运动无序程度越高，物体的熵就越大。 （五）说明的问题 1. 第一类永动机是永远无法实现的，它违背了能的转化和守恒定律。 2. 第二类永动机也是无法实现的，它虽然不违背能的转化和守恒定律，但却违背了热力学第二定律。 （六）能源和可持续发展 1. 能量与环境 （1）温室效应：化石燃料燃烧放出的大量二氧化碳，使大气中二氧化碳的含量大量提高，导致“温室效应”，使得地面温度上升，两极的冰雪融化，海平面上升，淹没沿海地区等不良影响。 （2）酸雨污染：排放到大气中的大量二氧化硫和氮氧化物等在降水过程中溶入雨水，使其形成酸雨，酸雨进入地表、江河、破坏土壤，影响农作物生长，使生物死亡，破坏生态平衡，同时腐蚀建筑结构、工业装备、动力和通讯设备等，还直接危害人类健康。 2. 能量耗散和能量降退 （1）能量耗散：在能量转化过程中，一部分机械能转变成内能，而这些内能最终流散到周围的环境中，我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以利用，这种现象叫做能量的耗散。 大学物理热学总结 ( 注：难免有疏漏和不足之处，仅供参考。 教材版本：高等教育出版社《大学物理学》) 热力学基础 1、体积、压强和温度是描述气体宏观性质的三个状态参量。 ①温度：表征系统热平衡时宏观状态的物理量。摄氏温标，t 表示，单位摄氏度（℃）。热力学温标，即开尔文温标，T 表示，单位开尔文，简称开（K ）。 热力学温标的刻度单位与摄氏温标相同，他们之间的换算关系： T /K=273.15℃+ t 温度没有上限，却有下限，即热力学温标的绝对零度。温度可以无限接近0K ，但永远不能达到0K 。 ②压强：气体作用在容器壁单位面积上指向器壁的垂直作用力。单位帕斯卡，简称帕（Pa ）。其他：标准大气压（atm ）、毫米汞高（mmHg ）。 1 atm =1.01325×105 Pa = 760 mmHg ③体积：气体分子运动时所能到达的空间。单位立方米（m 3）、升（L ） 2、热力学第零定律：如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡，则这两个系统也必处于热平衡。 该定律表明：处于同一热平衡状态的所有热力学系统都具有一个共同的宏观特征，这一特征可以用一个状态参量来表示，这个状态参量既是温度。 3、平衡态：对于一个孤立系统（与外界不发生任何物质和能量的交换）而言，如果宏观性质在经过充分长的时间后保持不变，也就是系统的状态参量不再岁时间改变，则此时系统所处的状态称平衡态。 通常用p —V 图上的一个点表示一个平衡态。（理想概念） 4、热力学过程：系统状态发生变化的整个历程，简称过程。可分为： ①准静态过程：过程中的每个中间态都无限接近于平衡态，是实际过程进行的无限缓慢的极限情况，可用p —V 图上一条曲线表示。 ②非准静态过程：中间状态为非平衡态的过程。 5、理想气体状态方程: 一定质量的气体处于平衡态时，三个状态参量P.V .T 存在一定的关系，即气体的状态方程()0,,=T V P f 。 理想气体p 、V 、T 关系状态方称2 22111T V P T V P =，设质量m ，摩尔质量M 的理想气体达标准状态，有 00000T V P M m T V P T PV m == 令00/T V P R m =,则有理想气体状体方程 RT M m PV = 式中1131.8--??=K mol J R ，为摩尔气体常量。 第二章习题 1、填空题 (1)________________ 波长在__________________________________________________ nm 范围的电磁波能够使人眼产生颜色感觉，称为____________________________________________ 。 (2 )人眼最敏感的光波长为________ nm,颜色是 ____________ 。 (3)____________________________________________________ 光通量是按人眼的光感觉来度量的辐射功率，用符号________________________________________ 来表示，单位名称是___ (4)______________________ 光照度E,单位为，符号为。 (5)______________________ 人眼的亮度感觉总_________________ 实际亮度,这一特性称为 ______________________________ 。 (6)___________________________________ 视力正常的人视觉残留时间约为s 。 (7)______________________________________________ 不引起闪烁感觉的最低重复频率称为______________________________________________________ 。 (8)_________________________________________________ PAL制彩色电视机的白光标准光源是温度达_________________________________________________ 的D65光源。 ( 9)两种颜色混合成白色时,这两种颜色称为 _______________ 。 ( 10 )在水平偏转线圈所产生的____________ 磁场作用下,电子束沿着 ____________ 方向扫描, 叫做行扫描。 ( 11 )色饱和度和色调合称________________ 。 ( 12 )饱和度与彩色光中的____________ 比例有关, ________ 比例越大,饱和度越低。 (13)黑白视频信号的幅度按标准规定是：同步信号的电频为100%,黑电平为______ ,白 电平为_________ 。 2、选择题 (1)_____________________________________________ N TSC亮度方程的公式是 ( 2)彩色三要素是_______________________________ (3)_____________________________________________ 光源的色温单位是 ( 4 )我国电视标准规定,行扫描频率是_____________________________高中通用技术会考、高考知识点总结与归纳整理(知识主干).资料
2021届高考物理二轮复习：热学知识点总结与例题练习
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(高考必背)原子物理和热学知识点总结
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3-3热学知识点总结归纳
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