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热力学——改变世界的物理学�
高文竹姜立伟�
�吉林大学物理学院,吉林长春��
�摘要�热学是大学物理的一个重要分支,主要研究热现象中物态转变和能量转换的规律,是热能与动力工程、暖通空调、冶�
金以及工程物理等大学专业的理论基础。热力学改变了生产的方式,改变了人们的生活方式,改变了世界。人类生存环境的极度恶�
化也源于人类大规模地使用热能。热量的使用是人类自诞生以来永恒的主题,怎样高效地运用热能永远是人类努力的方向。�
�关键词�热量定律热力学改变世界�
�中图分类号��.��文献标识码��文章编号��—��—��—��
在各个版本的大学物理教材中,热力学作为自然科�【例�】��乙醇在其沸点蒸发为气体,蒸发热为�
学的一个重要分支,都在其中占有一席之地。众所周知,��·�~,蒸汽比容为��~,求蒸发过程的�、�和�
物理学包括:力学、光学、声学、热力学、电磁学和核物理�乙醇的△�、△日。�
学。与其他分支一样,热力学也发展成了一门系统完整�解析:液体的蒸发是典型的热量传递和转化的过�
的科学。�程,液体从外界吸收热量进行蒸发,并且蒸汽抵抗外界�
自人类诞生以来,热量在人们的生产生活中就起着�大气压力进行蒸发,总的能量不会变化。一种物质的蒸�
支配性的作用。人们靠着太阳辐射或者动物的皮毛来取�发比容和蒸发热都是物质本身的特性。在本题中,根据�
暖,在炎炎夏日又必须在树荫或者洞穴中躲避太阳的炙�热力学第一定律,只要液体吸收的热量和做的功能够相�
烤。当人类第一次掌握了火的用法,从自然界汲取热量�等,可以简单地给出解答。�
就变得简单起来。人类从此结束了茹毛饮血的时代,开�解:��
始享受熟食的美味和健康。人类根据不同时间太阳辐射��×��
地球的热量,将一年自然地分成了春、夏、秋、冬四季,又��—��—��
将每一天的时间分为上午、中午、下午、黄昏等不同的时��/��
间段。植物有一个巨大的本领,就是利用太阳辐射的能��二�热力学第二定律�
量,将二氧化碳吸收后释放出氧气,于是整个地球开始�不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其�
熙熙攘攘,生机勃勃。由此可见,热量的使用是人类自诞�他影响;不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的�
生以来永恒的主题,怎样高效地利用热能永远是人类努�功而不产生其他影响;不可逆热力过程中熵的微增量总�
力的方向。�是大于零。这就是热力学第二定律的内涵。当第一类永�
一
、热力学三大定律�动机破产之后,全世界的科学家们又致力于第二类永动�
�一�热力学第一定律�机的开发,这类机械只需从单一热源吸收热能便能获得�
热力系内物质的能量可以传递,其形式可以转换,�永远对外做功的动力,曾经是人们对于未来社会的终极�
在转换和传递过程中各种形式能源的总量保持不变。这�愿望之一,但是又被上面的定律彻底地粉碎掉,于是上�
被称为热力学第