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伦敦大学学院CENG0004课程可以预习吗?

作者:海马 发布时间:2023-11-01 12:25

伦敦大学学院CENG0004课程可以预习吗?老师可以简单介绍一下吗?

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热力学解释了热能如何转化为其他形式的能量,以及这一过程如何影响物质。热能是由热量产生的能量。这种热量是由物体内部的小颗粒运动产生的,这些颗粒运动得越快,产生的热量就越多。热力学并不关心这些能量转化的方式和速度。热力学的基础是这些转化发生时的初始状态和最终状态。还应指出的是,热力学是一门宏观科学。也就是说,它涉及的是本体系统,而不是物质的分子组成。下面,我们将针对伦敦大学学院CENG0004课程,为大家进行简单预习。
课程

一、热力学的各个分支

热力学分为以下四个分支:经典热力学、统计热力学、化学热力学、平衡热力学。

a.经典热力学使用宏观方法分析物质的行为。由于加入了温度和压力等单位,因此更容易计算其他性质和预测物质在过程中的行为。

b.在统计热力学中,每个分子都是关注的对象,这意味着必须考虑到单个分子的特性及其相互作用,才能确定一组分子的行为特征。

c.化学热力学涉及化学反应和状态变化中功与热的相互作用。

d.平衡热力学研究能量和物质在接近平衡时的转化。

二、热力学的基本概念

1.热力学系统

热力学系统是我们必须处理的具有明确边界的物质的某些部分。系统边界可以是实的,也可以是虚的;可以是固定的,也可以是可变形的。

系统有三种类型

孤立系统--孤立系统不能与周围环境交换能量和质量。宇宙被认为是一个孤立的系统。

封闭系统 - 在封闭系统中,能量可以跨边界交换,但没有质量交换。冰箱和活塞汽缸中的气体压缩就是封闭系统的例子。

开放式系统--在开放式系统中,质量和能量都可以在系统和环境之间传递。蒸汽轮机就是开放式系统的一个例子。

2.热力学过程

当系统中的能量因压力、体积和内能的变化而发生变化时,系统就会发生热力学过程。

热力学过程有四种类型,各有特点,即

绝热过程 - 没有热量传入或传出系统的过程。

等容过程--没有体积变化且系统不工作的过程。

等压过程 - 压力没有变化的过程。

等温过程 - 温度没有变化的过程。

3.热力学平衡

在给定状态下,系统的所有属性都有固定值。即使某一属性的值发生变化,系统的状态也会变为另一种状态。在处于平衡状态的系统中,当它与环境隔离时,属性值不会发生变化。

当整个系统的温度相同时,系统处于热平衡状态。

如果系统中任何一点的压力不变,则系统处于机械平衡状态。

如果系统的化学成分不随时间变化,则系统处于化学平衡状态。

当两相的质量达到平衡水平时,两相体系就达到了相平衡。

当一个热力学系统的化学、机械和热平衡且相关参数不随时间变化时,该系统处于热力学平衡状态。

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