高中物理使用辞典—热学平衡状态素材.doc

用心爱心专心【平衡状态（热学）】对于一定的热力学系统当外界对它既不传热也不作功的条件下无论该系统的初始状态如何经过一定时间以后必将达到其宏观物理性质不随时间变化的状态这种状态称为平衡状态简称平衡态。系统处于平衡态时具有确定的状态参量。平衡态是热力学中重要的基本概念之一。这是在一定条件下对实际情况的概括和抽象是一种理想的状态。事实上自然界中并不存在完全不受外界影响并且宏观性质又绝对不变的系统。只有当人们在研究有关热学问题时为使问题简化常把实际的状态近似地当作平衡状态处理。【热力学系统】热力学研究的对象是由大量粒子所组成的整体这一宏观客体称热力学系统简称系统。而与此系统相互作用的周围环境称系统的外界。从系统与外界的关系来看热力学系统有三种情况：其一是孤立系统即热力学系统与外界没有任何相互作用的联系；其二是封闭系统即与外界有能量交换的系统但没有物质的交换；其三称为开放系统与外界既有物质的交换又有能量的交换。【热力学过程】简称过程即热力学系统从一个状态向另一个状态的过渡或者说热力学状态随时间的变化。例如在物态变化中汽化是物质由液态转变为气态的过程是凝结的相反过程都是热力学的过程。按过程所经历中间状态的性质可把热力学过程分为准静态过程和非静态过程。若在准静态过程中系统内部没有摩擦则系统经历的过程具有可逆性也就是说系统从某一初态经过一系列的中间状态到达末态而后可按相反的次序经历中间各状态由末态回到初态因而这类过程又称为可逆过程。【水当量】在热的测量中一般将量热器的热容量称之为“水当量”。【量热器】是一种测量热量等的仪器亦称“卡计”。它是由白瓷外筒和铜（或铝质）小筒组成小筒的底部用不传热的小支架支起来见图2-8所示。两筒间是不易传热的空气外筒上的盖子一般用木料制成其传热效率低。盖上有两个小孔一孔插温度计另一孔插搅动器搅动器用来使投入水中的待测物（己知其质量和温度）跟水温迅速交换而温度计则用来测小筒内已知质量水的初温及混合后的温度。两筒间不接触防止热的传递。这种量热器可用来测定热量、比热、潜热（熔解热、汽化热、升华热等）、化学反应热以及火炉及酒精灯火焰的温度等。【焦耳实验】它是1850年焦耳首先测定热功当量的实验。盛在绝热容器内的水由于砝码的下落带动桨叶旋转而使水温升高。如果砝码下落所作的功为ΔW使容器中质量为m的水升高温度为ΔT那么与ΔW相当的热量ΔQ应为ΔQ=CmΔT式中C是水的比热根据实验测得的ΔT可将ΔQ计算出来；ΔW可以根据砝码的重力和下落的距离算出。根据实验所得数据计算所得结果这就是测热功当量的焦耳实验。【燃料的燃烧值】1千克某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的燃烧值。常用q表示它的单位是焦耳/千克或焦耳/克。如果质量为m的燃料完全燃烧后所放出的热量为Q放其定义式为Q放=qm燃料燃烧时放出的热量多少不但与燃料的质量多少有关还与燃料的种类及燃烧程度有关。燃料燃烧放热与高温物体通过热传递向低温物体放热有本质的区别。前者是化学变化而后者是物理变化。燃烧值是反映燃料通过燃烧这种化学变化放热的特性。为比较各种燃料发热的本领以相同质量的不同燃料完全燃烧后所释放出的热量来对比。【热容量】系统在某一过程中温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量叫做这个系统在该过程中的“热容量”。如果在一定的过程中当温度升高ΔT时系统从外界吸收的热量为ΔQ那么在该过程中该系统的热容量为热容量的单位是焦耳/开。系统的热容量与状态的转变过程有关。在提到系统或物质的热容量时必须指明状态的转变过程。系统的热容量还与它所包含的物质的质量成正比不同过程的热容量不同。为计算简便常用水当量的概念如某系统的热容量与多少克水的热容量相等即称该系统的水当量为多少克。所以任何系统的热容量在数值上就等于它的水当量。通常规定系统吸收的热量为正值而释放的热量为负值故在系统吸收热量引起温度升高时热容量为正值。也有的系统如饱和水蒸气在温度升高时释放热量故其热容量为负值。【比热容】即比热。是单位质量物质的热容量。单位质量的某种物质在温度升高（或降低）1℃时所吸收（或放出）的热量叫做这种物质的“比热容”。在国际单位制中比热的单位是焦耳/（千克·开）（曾用的单位还有卡/（克·℃）、千卡/（千克·℃）等）在国际单位制中能量、功、热量的单位统一用焦耳因此比热容的单位应为J/（kg·K）。比热容是反映物质的吸热（或放热）本领大小的物理量。它是物质的一种属性。任何物质都有自己的比热容即使是同种物质由于所处物态不同比热容也不相同。例如水的比热容是4.2×103J/（kg·K）而结成冰以后的比热容则为2.1×103J/（kg·K）。比热容是热学中一个重要概念。它涉及热量、温度、质量三个物理量间的变化即C=压强和体积的变化而有所不同。水的比热容只有当温度从14.5℃上升到15.5℃时它的比热容才等