1;7.1课程标准;
第一节经典力学和热力学
;
1.牛顿第一定律
;
2.牛顿第二定律
;
3.牛顿第三定律
;4.万有引力;(1)根据牛顿第一定律:太阳和行星的运动表明,它们处于平衡状态,因而一定有一个净力作用于行星,否则,行星就不会绕太阳运动,将会沿着直线运动。
由于椭圆运动近似于圆周运动,因而行星在任何时刻都受到一个指向太阳的向心力的作用。
(2)根据牛顿第二定律:这个力的大小为:
F向=ma向
(3)根据惠更斯向心力定律:
∵a向=V2/R;V=2Rπ/T,
∴a向=V2/R=(2Rπ/T)2/R
=4Rπ2/T2
F向=ma向=m·4Rπ2/T2=4mRπ2/T2;
式中T为行星绕太阳旋转的周期。
;二、热力学;(3)德国医生迈尔(1814—1878)第一个得出热的机械当量为1千卡等于365千克米。
(4)英国物理学家焦耳(1818~1889)用了近40年时间,做了四百多次实验,确定了热功当量的精确值是:423.85千克米/千卡。现在是418.4千克米/千卡。后人为纪念焦耳,在国际单位制中采用焦耳为热量的单位,取1卡=4.18焦耳。
(5)德国物理学家和生物学家赫姆霍兹(1821~1892)在《力的守恒》论文中提出,“力”(即能量)是守恒的,并证明了普遍的能量守恒原理。;
(二)热力学第一定律
;
(二)热力学第二定律
;克劳修斯于1865年发表一篇论文,提出了“熵”的概念:将不能做功的随机和无序状态的能定义为熵,S=Q/T。
在封闭系统中,有两物体,它们的温度分别为T1和T2,且T1﹥T2。如在很短的时间内,有dQ的热量从T1传到T2,因为T1﹥T2,则有:dQ/T2-dQ/T1﹥0
这就导致了熵的增加。
以熵增加原理表述的热力学第二定律,即:孤立系统的熵总是会自发地趋于极大。
;定律指出,在一个孤立系统中,任何物理过程或化学过程总是导致熵的增加,系统最终达到一个具有极大熵值的平衡态,而且这种熵增过程是一个不可逆的自发过程。
熵的本义表征系统的状态。
宏观意义表征系统能量分布的均匀程度(能量平均状态是熵值达到最大的状??);
微观意义表征系统内部粒子的无序程度。
一旦成为无序状态,它就再也不可能恢复到高度有序状态。
;思考与练习