热力学定律及其内涵分析

来源 :课程教育研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kefamz
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  【摘要】研究物质的热性质及热运动规律的学科,就是热力学。到目前为止,热现象的宏观理论产生的基础,一直是热力学四大定律,可以说热力学四大定律的发现,是热力学发展的基础和重要前提。
  【关键词】热力學 定律 内涵
  【中图分类号】O414.1 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2017)01-0148-02
  热力学是伴随着人们的生产生活而发展起来的,从十六世纪末到十七世纪初,伽利略制作出了人类史上第一个空气温度计,到第一次工业革命有了蒸气机,第二次工业革命内然机的出现,都是热力学发展进步的证明。热力学发展到今天,军事国防、农业生产、医疗卫生、食品保鲜等各个行业的发展,都离不开热力学理论。在热力学发展的过程中,人们总结出了热力学四大定律,这是热力学发展和进步的前提。
  一、热第学第零定律
  凡是与冷热变化密切相关的热效应或热现象,都是热力学研究的内容。在热力学的研究中,温度是热力学特有的宏观状态参量,最能直接表达出系统冷热的具体状态。
  热力学第零定律也叫热平衡定律,其内容是:如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统的同一热状态处于热平衡,则这两个热力学系统彼此也必定处于热平衡。基于热力学第零定律这一理念,为温度概念的产生提供了基础。温度是表征处于同一热平衡的系统所具有的共同宏观性质的物理量,而这一概念成立的前提,正是热力学第零定律所反映出的热力学现象,即所有处于同一热平衡状态的热力学系统,都具有一个共同的宏观性质。
  二、热力学第一定律
  分子的无规则运动产生热量,使物体有了温度,而组成物体分子的无规则热运动动能和分子间相互作用势能的总和,被称为内能。内能是表达物质热量的一种能量状态,也是热力学系统的重要研究内容。在热力学系统中,想要改变热量的能量状态有两种方式,即做功和热传递。不论是做功还是热传递,都是热量的转化形式,而热力学第一定律,就是针对热量转化的科学定律。
  热力学是表达不同形式的能量在传递与转换过程中的守恒定律,其概念是:热量可以从一个物体传递到另一个物体,也可以与机械能或其他能量互相转换,但是在转换过程中,能量的总值保持不变。热力学第一定律的表达式为:Q=△U+W。
  热力学第一定律的确立,经过了长期的生产实践和大量的科学实验,直到十九世纪中期,才以科学定律的形式确立起来。热力学第一定律研究内容是能量守恒和转化,即热量的转移和改变。
  三、热力学第二定律
  热力学第一定律是自然界一切热现象发生过程的原则,既转换关系,但热力学第一定律除了指出能量守恒外,并没有对热现象发生过程给出更多的限制,既转换条件。而这些问题,就由热力学第二定律来解决。
  在对热机效率的研究中,人们发现了热力学第二定律。对于热力学第二定律,德国人克劳修斯和英国人开尔文分别提出了原始表述。经过不断的研究和整理,现如今对热力学第二定律的表述为:不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响,或不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响,或不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。因此这条定律又称为“熵增定律”,它表明了在自然过程中,一个孤立系统的总混乱度(即“熵”)不会减小。
  四、热力学第三定律
  热力学第三定律是对“熵”的论述,其表述为:一般当封闭系统达到稳定平衡时,熵应该为最大值,在任何自发过程中,熵总是增加,在绝热可逆过程中,熵增等于零。定律为:在绝对零度,任何完美晶体的熵为零;或不可能利用有限的操作使一物体冷却到热力学温度的零度,此种表述可简称为绝对零度不可能达到原理。
  热力学第三定律是在对低温现象的研究中总结出来的,它能应用于两种情况,即稳定的平衡态和亚稳定的平衡态,是应用非常普遍的热力学定律。
  热现象不仅存在于人们的日常生产和生活中,自然界中也存在大量的热现象,而一切热现象的发生,其过程都遵从热力学四大定律,因此想要深入研究热力学,就必须理解热力学四大定律。热力学四大定律分别在不同的角度对自然界中的热现象发生的规律进行了总结,是热力学研究中非常重要的定律。热力学第零定律是热力学研究的基础;而熱力学第一定律却揭示了能量在转换的过程中遵循守恒定律;热力学第二定律揭示了能量变化遵循的客观规律及条件,直接证明了永动机不可能制成;热力学第三定律则指出了温度趋于绝对零度时,物质所表现出的极限性质,是人类探索低温世界的前提和基础。
  参考文献:
  [1]宁雅丽.热力学定律及其内涵分析[J].甘肃广播电视大学学报,2014,(3):49-52.
  [2]张继良.试论热力学熵定律之广义[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版),1999,(1):68-69.
其他文献
【中图分类号】G623.5【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2017)01-0123-02  笔者从事数学多年,在教学过程中逐渐发现以教师灌输、学生摘抄笔记为主要方式才传统教学方法不利于培养学生的独立思考能力和创造性思维。我国的九年义务教育虽然是基础教育,但依然是以培养高分为选拔优等生的标准。在这样的教育制度背景下,小学数学教育中提倡创造性思维的培养有一定的难度,但同时,从素质教育
期刊
【摘要】信息技术与数学整合作为教育信息化过程中的核心,是素质教育一个新的突破点。教育的信息化是现代教育发展的必然趋势,我们应以“教育的信息化带动教育的现代化”,深化教育教学改革,促进我国教育事业的发展。  【关键词】巧创 巧构 巧展  【中图分类号】G623.5【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2017)01-0110-01  《新数学课程标准》指出:要“把现代信息技术作为学生学习
期刊
【摘要】应用题教学是小学数学非常重要的内容之一,也是培养小学生数学应用能力的关键。培养学生应用题解题能力,需要教师植根于生产生活实际积极探索新的教学思维和方法。既要灵活教学方式,也要巧设生活内容,更要培养学生发展性思维,培养学生做真正的解题小达人。  【关键词】小学数学 应用题 教师 学生  【中图分类号】G623.5【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2017)01-0134-01
期刊
【中图分类号】G623.24【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2017)01-0051-02  写作是语文教学的半壁江山,可提起作文,总有很多孩子,要眉头紧皱,一脸痛苦的神色。写上来的作文,虽然也有思路新颖,文笔清新的文章,但大多孩子或人云亦云,缺乏自己独特的个性和见解;或刻意拔高,违心地表达对事物的认识;或空发议论,很少介入作者自己的情感;或不伦不类,故作深沉,被网络语言,快餐文
期刊
【中图分类号】G623.2【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2017)01-0037-02  语文知识是形成语文能力的基础。《语文课程标准》强调:“应该让学生更多地直接接触语文材料,在大量的语文实践中掌握运用语文的规律”,“能主动进行探究学习,在实践中学习、运用语文”,形成和发展语文的能力。《语文课程标准》在“教学建议”中指出:“语文教学要注重语言的积累、感悟和运用,注重基本技能的
期刊
【摘要】数学是一门系统性的学科,对学生逻辑性和空间想象力的要求比较高。初中数学教学能够为学生以后的发展奠定基础,为此,教师应该按照数学课程教学标准,实施“以学定教”,在教学中注重学生主体地位的发挥,从而增强学生的学习兴趣,以此提高整体教学质量。本文就“以学定教”策略在初中数学教学中的促进作用进行分析。  【关键词】以学定教 策略 初中数学  【中图分类号】G633.6【文献标识码】A 【文章编号】
期刊
【摘要】在厦门城市化进程不断加快的背景下,越来越多的外来务工人员子女也随着父母到城市上学,当地教育部门也在积极响应国家政策,让外来务工子女能够在义务教育阶段享受到与同城子女相同的待遇,真正促进了教育公平。而对于初中地理教学来讲,由于城乡经济、文化上存在较大差距,这也使得外来务工子女在学习上出现了诸多有待解决的问题。  【关键词】外来务工人员 子女学习问题 初中地理教学  【中图分类号】G633.5
期刊
【摘要】医学物理实验是医学院校的基础课程,在医学物理学发展史上占有重要的地位。本文从传统医学物理实验教学模式中的不足入手,初步探讨了改进和完善医用物理学实验教学模式的方法和方向,并讨论了如何将科研元素融入到医学物理实验课堂中。从而达到激发学生的求知欲望和学习兴趣,发挥学生的学习潜能、提高学生的科研素质和创新能力,为他们今后的学习工作打下坚实的基础。  【关键词】医学物理实验 科研思维 教学改革  
期刊
【摘要】在信息技术已逐渐融入数学课程之际,本文以圆周角教学中探索圆心角和圆周角的数量关系为例对其运用的信息技术进行剖析,由此把信息技术在数学课堂上的应用具体化。  【关键词】信息技术 数学教学 圆周角 整合  【中图分类号】G42【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2017)01-0140-01  信息技术与数学课程的整合关键在于充分利用信息技术的功能,在数学教学过程中建构有效的教学
期刊
【摘要】在最新的《普通高中化学课程标准框架》中第一次提到化学学科核心素养是科学素养在化学课程中的具体体现,是学生具有化学学科特质的关键能力和品格,学生通过普通高中阶段的化学教育,在“科学认识与观念”、“科学思维与方法”“科学探究与实践”“科学态度与价值观”等方面全面发展的具体要求,即为化学学科的核心素养。本文围绕化学核心概念的教学实际,以培养和发展化学核心素养为教学目标,进行高中化学师生合作的课堂
期刊