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文件名称:自然科学概要(第二版)(微课版)课件 7.1经典力学及热力学.pptx
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更新时间:2025-06-22
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文档摘要

1;7.1课程标准;

第一节经典力学和热力学

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1.牛顿第一定律

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2.牛顿第二定律

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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

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(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