大學物理熱力學基礎總結
大學物理熱力學基礎總結
章節概述：熱力學整章的重點在于理想氣體動態方程、熱力學兩大定律在各種狀態下的應用以及卡諾定理用來計算各種熱機的效率。
1、 開爾文溫度和攝氏溫度的換算。t=T-273.15
2、 平衡狀態、準靜態過程和非靜態過程的區別。對于一個孤立系統而言，如果其宏觀性質
經過充分長的時間后保持不變，即系統的狀態參量不再隨時間改變，此時系統屬于平衡態。而如果系統在變化過程中，每一個中間狀態都無線接近于平衡態，則稱之為準靜態過程。
3、 理想氣體的狀態方程：注意玻爾茲曼常量和斯密特常量的定義。
4、 焦耳的實驗，定義了熱功當量。如用做功和傳熱的方式使系統溫度升高相同時，所傳遞
的熱量和所做的功總有一定的比例關系，即1卡熱量=4.18焦耳的功可見，功與熱量具有等效性。做功與傳熱雖然有等效的一面，但本質上有著區別。做功：通過物體作宏觀位移完成。作用是機械運動與系統內分子無規則運動之間的轉換。從而改變內能。傳熱：通過分子間相互作用完成。作用是外界分子無規則熱運動與系統內分子無規則熱運動之間的轉換。從而改變了內能。
5、對微小過程，即準靜態過程，dQdEdW
6、 等溫等壓過程、絕熱過程、多方過程中熱力學第一定律的應用。
7、 熱循環、制冷機與熱機的關系、卡諾循環及其效率的計算。
8、 熱力學第二定律的兩種表述（克勞斯修表述和開爾文表述）。開爾文表述（開氏表述）：
不可能從單一熱源吸取熱量，使它完全變為有用功而不引起其它變化。克勞修斯表述（克氏表述）：熱量不能自動地從低溫物體傳到高溫物體。
第十章——氣體動理論
章節概述：本章主要講述了氣體動理論的兩個基本公式——壓強公式和能量公式，理解分子熱運動的原理，能夠理解熱力學第二定律和熵的意義。在本章中還大量地運用了統計規律來對分子的熱運動進行分析，即通過對微觀物理量求統計平均值的方法得到宏觀物理量。
1、自然界的一切宏觀物體，無論是氣體、液體亦或是固體，都是由大量分子或原子構成。分子間存在相互作用力。構成物質的分子處于永恒的、雜亂無章的運動之中。
2、理想氣體的壓強公式和氣體溫度的微觀實質。氣體的溫度其實標志著氣體內部分子無規則熱運動的劇烈程度，代表了氣體分子的平均平動動能。
3、剛性分子的自由度。
內能公式為。
5、由速度分布函數的定義引出的麥克斯韋速率分布函數
，以及氣體分子的三個統計速率，即平均速率
、方均根速率、
最概然速率。它描述了運動的分子在速率上的分布。
6、玻爾茲曼能量分布，即指出了確定的速率區間和空間區域中，分子的能量越大分子數越
少。或者稱之為分子處于能量較低狀態的概率比處于能量較高的狀態概率要大。主要的應用是在大氣壓強隨著高度的變化、氣體分子數密度隨著高度的變化關系。
7、氣體分子熱運動頻繁碰撞的物理機制。主要是平均碰撞速率（單位時間內一個分子與其他分子發生碰撞的平均次數）和平均自由程（分子與分子相繼兩次發生碰撞之間自由通過的路程的平均值）。
8、輸送過程，重要的公式有牛頓粘性定理、傅里葉熱傳導定律以及菲克擴散定理。
9、熵的概念（玻爾茲曼熵和克勞修斯熵），熱力學第二定律的微觀意義。
孤立系統內部發生的一切不可逆過程總是由包含微觀態數目少的宏觀態向包含微觀數目多的宏觀態方向進行。
孤立系統中發生的一切不可逆過程都將導致系統熵的增加。同樣在孤立系統中發生的可逆過程，系統的熵保持不變。
第十一章——幾何光學
章節概述：本章主要從幾何角度解釋了光學在宏觀傳播中的規律。主要是幾何光學的三條定律和傳播中的基本規律。
1、幾何光學的三條性質。
光的直線傳播原理：光在均勻介質中沿直線傳播
光的反射定律：反射光線總是處于入射面內，并且與入射光線分居在法線的兩側，入射角等于反射角。
光的折射定律：折射光線總是處于入射面內，并且與入射光線分居在法線的兩側；入射角的正弦與折射角的正弦之比為一個常數。常數即為第二種介質對第一種介質的相對折射率。
2、平面反射和平面折射的成像規律。
（1）球面反射成像公式。
（2）球面鏡反射物理關系中的符號法則。物點P在鏡前時呈實物，物距為正。物點在鏡后時呈虛像，物距為負。像點在鏡前呈實像，像距為正。像點在鏡后呈虛像，像距為負。歸納
即為“實正虛負”。凸面鏡的曲率半徑為正、凹面鏡的曲率半徑為負。3、薄透鏡的成像規律。
（1）、薄透鏡的成像公式。
（2）、薄透鏡的焦距。
（3）、空氣中薄透鏡的焦距。（4）、薄透鏡的橫向放大率。 4、一般光學儀器的放大率。
（1）、放大鏡的視角放大率。
（2）、顯微鏡的放大率。
（3）、望遠鏡的放大率。
第十二章——波動光學
本章概述：本章主要從原理角度解釋了光在傳播過程中的特殊現象（干涉、衍射）。重點是干涉、衍射的原理，另外就是與光柵相關的概念與計算。
1、光的電磁本質，既有微粒特性，也有波的特性。 2、光的干涉。
光程：光在介質中傳播的幾何路程r與該介質折射率n的乘積。
相干光和相干光源：各原子發出的光波列的頻率、初相位、振動方向都相同，可以實現光干涉、滿足干涉條件的光稱之為相干光。能產生相干光的光源稱之為相干光源。
（1）光干涉的一般條件。
（2）雙縫干涉的條紋分布。
（3）像距兩明紋或者暗紋的間距。
（4）等傾干涉。
薄膜反射光干涉加強的條件。薄膜反射光干涉減弱的條件。
（5）光垂直入射下的薄膜等厚干涉。
（6）光干涉的特例——牛頓環。利用牛頓環檢測平面的平整度。
（7）邁克爾孫干涉儀的原理。
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