热力学第零定律的意义_有意义学习的意义_遗传学三大定律意义

第一定律

热力学第一定律也就是能量守恒定律。自从焦耳以无以辩驳的精确实验结果证明机械能、电能、内能之间的转化满足守恒关系之后，人们就认为能量守恒定律是自然界的一个普遍的基本规律。

内容

一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。（如果一个系统与环境孤立，那么它的内能将不会发生变化。）

表达式:

热力学三大定律

考虑有粒子交换的情况下

热力学三大定律

符号规律

：热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外做功，向外界散热和内能减少的情况，因此在使用：△U=-W+Q时，通常有如下规定：

①系统对外界做功，W>0,即W为正值。

②外界对系统做功，W<0,即W为负值。

③系统从外界吸收热量，Q>0，即Q为正值

④系统对外界放出热量，Q<0，即Q为负值

⑤系统内能增加，△U>0，即△U为正值

⑥系统内能减少，△U<0，即△U为负值

理解

从三方面理解

物体对外界做功，使物体内能减少，是内能转化成了其它形式的能。那么物体热力学能的增量等于外界对物体做功加上物体从外界吸收的热量。外界对物体做功，使物体内能增大，是其它形式的能转化成内能。

b．物体内能增加，一定要从外界吸收热量。那么物体热力学能的增量等于外界对物体做功加上物体从外界吸收的热量。②在热传递过程中，若不计能量损失，则高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量。

3.在做功和热传递同时存在的过程中，系统内能的变化，则要由做功和所传递的热量共同决定。在这种情况下，系统内能的增量△U就等于从外界吸收的热量Q和外界对系统做功A之和。即△U=W+Q

能量守恒定律

9. 能量既不会消失，也不会创生，它只会从一种形式转化成为其他形式，或者从一个物体转移到另一上物体热力学第零定律的意义，而在转化的过程中，能量的总量保持不变。 能量既不会消灭，也不会创生，它只能从一种形式转化为其他形式，或从一个物体转移到其他物体，而能的总量保持不变。众所周知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。

能量的多样性

原子虽小,但研究核外电子的绕核运动时,却不能视为质点.通常在下列两种情况下,我们可视研究对象为质点：①研究作平动的物体的运动时。在统计力学也就是统计物理或热力学中分子运动论表明能量是以分子包括原子和其它微粒是以它们不停的振动的形式存在的,也即热运动的形式存在的.这就是物体的温度.宇宙星体也有温度而且恒星温度更高.能量存在的另一种形式就是电磁辐射,这也包括所谓的宇宙背景辐射.当然还有基本粒子的运动和能量.难道这些都能离开物质单独存在吗。**（1834）一电子处于原子某能态的时间为，计算该能态的能量的最小不确定量，设电子从上述能态跃迁到基态对应的能量为，试确定所发射的光子的波长及此波长的最小不确定量。

不同形式的能量转化

“摩擦生热”是通过克服摩擦力做功将机械能转化为内能；水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起，表明内能转化为机械能；电流通过电热丝做功可将电能转化为内能……这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化，且这一转化过程是通过做功来完成的。

能量守恒的意义

1.能的转化与守恒是分析解决问题的一个极为重要的方法，它比机械能守恒定律更普遍。例如物体在空中下落受到阻力时，物体的机械能不守恒，但包括内能在内的总能量守恒。

2.能量守恒定律是19世纪自然科学中三大发现之一，也庄重宣告了第一类 永动机幻想的彻底破灭。

3.能量守恒定律是认识自然、改造自然的有力武器，这个定律将广泛的自然科学技术领域联系起来。

第一类永动机

第一类永动机是不消耗任何能量却能源源不断地对外做功的机器。

其不可能存在，因为违背了能量守恒定律

第二定律

热力学第二定律有几种表述方式：

d ．热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递。内能增加 热量、内能和温度的关系 【辨析】 a.温度高的物体，含有的热量一定越多 ( ) f.放热物体的温度一定比吸热物体的温度高( ) b.物体吸收热量，内能一定增加 ( ) h.物体温度升高越多，吸收热量越多( ) d.内能多的物体把内能传给内能少的物体 ( ) e.高温物体把温度传给低温物体() g.温度高的物体把内能传给温度低的物体( ) c.物体吸收热量，物体温度一定升高 ( ) 【思考】 热传递过程中，物体吸收或放出热量的多少 与哪些因素有关系呢。③,低导热性：涂料中放入导热系数极低的纳米空心微珠,隔绝热量想物体内部的传递,④ 热量屏蔽性：隔热涂料里加入碳化物等无机热屏蔽材料,这些材料发射的高电磁波在涂料表面上形成叠加的热屏蔽层,不让热量和物体接触。

开尔文-普朗克表述： 不可能从单一热源吸取热量，并将这热量完全变为功，而不产生其他影响。

熵表述： 随时间进行，一个孤立体系中的熵不会减小 。

热力学三大定律

热力学第二定律的两种表述（前2种）看上去似乎没什么关系，然而实际上他们是等效的，即由其中一个，可以推导出另一个。

热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性，使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。

热力学第二定律的英文解释是熵是趋向于总体增大,比如1L90度水(A)和1L10度水(B)融合,不会是A的温度增加而 B的温度减小，因为如此的话，总体的熵减小。如果A温度降但B温度升高一点，其总体的熵增加。

一切自然过程总是沿着分子热运动的 无序性增大的方向进行。

第二类永动机（不可能制成）

只从单一热源吸收热量，使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机。

证明 : 热力学第一定律 物体总能量的变化等于外力对物体所做的功和物体吸收的热量。 热力学第一定律 在平衡态变化过程中，物体总能量的增加等于外力对物体施加的功和接受的热量之和。内能增加 热量、内能和温度的关系 【辨析】 a.温度高的物体，含有的热量一定越多 ( ) f.放热物体的温度一定比吸热物体的温度高( ) b.物体吸收热量，内能一定增加 ( ) h.物体温度升高越多，吸收热量越多( ) d.内能多的物体把内能传给内能少的物体 ( ) e.高温物体把温度传给低温物体() g.温度高的物体把内能传给温度低的物体( ) c.物体吸收热量，物体温度一定升高 ( ) 【思考】 热传递过程中，物体吸收或放出热量的多少 与哪些因素有关系呢。

第三定律

7.热力学第三定律：热力学零度不可达到｛宇宙温度下限：－273.15摄氏度（热力学零度）｝。任何纯物质，当热力学温度为0k时，原子或分子处于基态，能量最低热力学第零定律的意义，因而它们在晶体中只有一种排列方式，把只有一种排列方式的晶体称之为完美晶体。t=t+273.15k，热力学第三定律：热力学零度不可达到。

R.H.否勒和E.A.古根海姆还提出热力学第三定律的另一种表述形式：任何系统都不能通过有限的步骤使自身温度降低到0K，称为0K不能达到原理。

第零定律

热力学第零定律： 如果两个热力学系统均与第三个热力学系统处于热平衡， 那么它们也必定处于热平衡 。也就是说热平衡是传递的。

热力学第零定律是热力学三大定律的基础，它定义了温度。

（因为在三大定律之后，人类才发现其重要性，故称为“第零定律”）

热力学基本方程

在 热力学定律中：

第零定律给出了温度T的定义；

第一定律给出了能量守恒的关系；

热力学三大定律

第二定律给出了熵增原理；

热力学三大定律

第三定律告诉人们绝对零度无法达到。

结合以上定律和公式，可以得出热力学基本方程：

热力学三大定律