大学物理热力学基础总结
大学物理热力学基础总结
章节概述：热力学整章的重点在于理想气体动态方程、热力学两大定律在各种状态下的应用以及卡诺定理用来计算各种热机的效率。
1、 开尔文温度和摄氏温度的换算。t=T-273.15
2、 平衡状态、准静态过程和非静态过程的区别。对于一个孤立系统而言，如果其宏观性质
经过充分长的时间后保持不变，即系统的状态参量不再随时间改变，此时系统属于平衡态。而如果系统在变化过程中，每一个中间状态都无线接近于平衡态，则称之为准静态过程。
3、 理想气体的状态方程：注意玻尔兹曼常量和斯密特常量的定义。
4、 焦耳的实验，定义了热功当量。如用做功和传热的方式使系统温度升高相同时，所传递
的热量和所做的功总有一定的比例关系，即1卡热量=4.18焦耳的功可见，功与热量具有等效性。做功与传热虽然有等效的一面，但本质上有着区别。做功：通过物体作宏观位移完成。作用是机械运动与系统内分子无规则运动之间的转换。从而改变内能。传热：通过分子间相互作用完成。作用是外界分子无规则热运动与系统内分子无规则热运动之间的转换。从而改变了内能。
5、对微小过程，即准静态过程，dQdEdW
6、 等温等压过程、绝热过程、多方过程中热力学第一定律的应用。
7、 热循环、制冷机与热机的关系、卡诺循环及其效率的计算。
8、 热力学第二定律的两种表述（克劳斯修表述和开尔文表述）。开尔文表述（开氏表述）：
不可能从单一热源吸取热量，使它完全变为有用功而不引起其它变化。克劳修斯表述（克氏表述）：热量不能自动地从低温物体传到高温物体。
第十章——气体动理论
章节概述：本章主要讲述了气体动理论的两个基本公式——压强公式和能量公式，理解分子热运动的原理，能够理解热力学第二定律和熵的意义。在本章中还大量地运用了统计规律来对分子的热运动进行分析，即通过对微观物理量求统计平均值的方法得到宏观物理量。
1、自然界的一切宏观物体，无论是气体、液体亦或是固体，都是由大量分子或原子构成。分子间存在相互作用力。构成物质的分子处于永恒的、杂乱无章的运动之中。
2、理想气体的压强公式和气体温度的微观实质。气体的温度其实标志着气体内部分子无规则热运动的剧烈程度，代表了气体分子的平均平动动能。
3、刚性分子的自由度。
内能公式为。
5、由速度分布函数的定义引出的麦克斯韦速率分布函数
，以及气体分子的三个统计速率，即平均速率
、方均根速率、
最概然速率。它描述了运动的分子在速率上的分布。
6、玻尔兹曼能量分布，即指出了确定的速率区间和空间区域中，分子的能量越大分子数越
少。或者称之为分子处于能量较低状态的概率比处于能量较高的状态概率要大。主要的应用是在大气压强随着高度的变化、气体分子数密度随着高度的变化关系。
7、气体分子热运动频繁碰撞的物理机制。主要是平均碰撞速率（单位时间内一个分子与其他分子发生碰撞的平均次数）和平均自由程（分子与分子相继两次发生碰撞之间自由通过的路程的平均值）。
8、输送过程，重要的公式有牛顿粘性定理、傅里叶热传导定律以及菲克扩散定理。
9、熵的概念（玻尔兹曼熵和克劳修斯熵），热力学第二定律的微观意义。
孤立系统内部发生的一切不可逆过程总是由包含微观态数目少的宏观态向包含微观数目多的宏观态方向进行。
孤立系统中发生的一切不可逆过程都将导致系统熵的增加。同样在孤立系统中发生的可逆过程，系统的熵保持不变。
第十一章——几何光学
章节概述：本章主要从几何角度解释了光学在宏观传播中的规律。主要是几何光学的三条定律和传播中的基本规律。
1、几何光学的三条性质。
光的直线传播原理：光在均匀介质中沿直线传播
光的反射定律：反射光线总是处于入射面内，并且与入射光线分居在法线的两侧，入射角等于反射角。
光的折射定律：折射光线总是处于入射面内，并且与入射光线分居在法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦之比为一个常数。常数即为第二种介质对第一种介质的相对折射率。
2、平面反射和平面折射的成像规律。
（1）球面反射成像公式。
（2）球面镜反射物理关系中的符号法则。物点P在镜前时呈实物，物距为正。物点在镜后时呈虚像，物距为负。像点在镜前呈实像，像距为正。像点在镜后呈虚像，像距为负。归纳
即为“实正虚负”。凸面镜的曲率半径为正、凹面镜的曲率半径为负。3、薄透镜的成像规律。
（1）、薄透镜的成像公式。
（2）、薄透镜的焦距。
（3）、空气中薄透镜的焦距。（4）、薄透镜的横向放大率。 4、一般光学仪器的放大率。
（1）、放大镜的视角放大率。
（2）、显微镜的放大率。
（3）、望远镜的放大率。
第十二章——波动光学
本章概述：本章主要从原理角度解释了光在传播过程中的特殊现象（干涉、衍射）。重点是干涉、衍射的原理，另外就是与光栅相关的概念与计算。
1、光的电磁本质，既有微粒特性，也有波的特性。 2、光的干涉。
光程：光在介质中传播的几何路程r与该介质折射率n的乘积。
相干光和相干光源：各原子发出的光波列的频率、初相位、振动方向都相同，可以实现光干涉、满足干涉条件的光称之为相干光。能产生相干光的光源称之为相干光源。
（1）光干涉的一般条件。
（2）双缝干涉的条纹分布。
（3）像距两明纹或者暗纹的间距。
（4）等倾干涉。
薄膜反射光干涉加强的条件。薄膜反射光干涉减弱的条件。
（5）光垂直入射下的薄膜等厚干涉。
（6）光干涉的特例——牛顿环。利用牛顿环检测平面的平整度。
（7）迈克尔孙干涉仪的原理。
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