『壹』 熱力學研究問題的方法
歸納法.通過收集大量的實驗結果歸納出來的結論.
『貳』 熱學的簡介
熱學(Thermology)是研究物質處於熱狀態時的有關性質和規律的物理學分支,它起源於人類對冷熱現象的探索。
對中國山西芮城西侯度舊石器時代遺址的考古研究,說明大約180萬年前人類已開始使用火;約在公元前二千年中國已有氣溫反常的記載;在公元前,東西方都出現了熱學領域的早期學說。中國戰國時代的鄒衍創立了五行學說,他把水、火、木、金、土稱為五行,認為這是萬事萬物的根本。古希臘時期,赫拉克利特提出:火、水、土、氣是自然界的四種獨立元素。這些都是人們對自然界的早期認識。
. . 1714年,華倫海特改良水銀溫度計,定出華氏溫標,建立了溫度測量的一個共同的標准,使熱學走上了實驗科學的道路。經過許多科學家兩百年的努力,到1912年,能斯脫提出熱力學第三定律後,人們對熱的本質才有了正確的認識,並逐步建立起熱學的科學理論。
歷史上對熱的認識,出現過兩種對立的觀點。18世紀出現過熱質說,把熱看成是一種不生不滅的流質,一個物體含有的熱質多,就具有較高的溫度。與此相對立的是把熱看成物質的一種運動的形式的觀點,俄國科學家羅蒙諾索夫指出熱是分子運動的表現。
針對熱質說不能解釋摩擦生熱的困難,許多科學家進行了各種摩擦生熱的實驗,特
別是朗福德的實驗,他用鈍鑽頭鑽炮筒,因鑽頭與炮筒內壁摩擦,在幾乎沒產生碎屑的情況下使水沸騰;1840年以後,焦耳做了一系列的實驗,證明熱是同大量分子的無規則運動相聯系的。
焦耳的實驗以精確的數據證實了邁爾熱功當量概念的正確性,使人們擯棄了熱質說,並為能量守恆定律奠定了實驗基礎。與此同時,熱學的兩類實驗技術——測溫術和量熱術也得到了發展。
熱學主要研究熱現象及其規律,它有兩種不同描述方法——熱力學和統計物理。熱力學是其宏觀理論,是實驗規律。統計物理學是其微觀描述方法,它通過物理簡化模型,運用統計方法找出微觀量與宏觀量之間的關系。
『叄』 熱力學與熱學的區別是什麼
熱力學的目的
熱力學是研究熱、功和其它能量之間的轉換關系,它包含當體系變化時所引起的這些物理量的變化,或者反之。
廣義地說,熱力學是研究體系宏觀性質變化之間的關系。
把熱力學中的最基本原理用來研究化學現象以及和化學有關的物理現象,就稱為化學熱力學(chemical thermodynamics)。
熱力學的內容
化學熱力學的主要內容是利用熱力學第一定律來計算變化中的熱效應。
利用熱力學第二定律來解決變化的方向和限度問題,以及相平衡和化學平衡中的有關問題。
熱力學第三定律是一個關於低溫現象的定律,主要是闡明了規定熵的數值。
『肆』 與力學相比,熱學研究對象,研究的方法有哪些主要區分
力學研究的是少體問題,主要集中於單體和兩體問題,經典力學基於牛頓運動學方程,研究物體的動力學演化過程,量子力學基於薛定諤方程,研究微觀粒子的動力學演化過程,相對論量子力學基於迪拉克方程,研究具有相對論效應粒子的動力學演化過程;熱學研究的是多粒子系統的統計熱力學性質,主要手段是統計的方法,得到的是多粒子的體系的平均性質;舉例而言,力學可以弄清楚兩個原子之間的相互作用,可以區分不同種類的原子,而熱學研究的是整個原子系統的平均性質,難以區分是哪類原子,因為統計不可能具體到某個原子,二是集體行為,所以研究對象和研究方法有很大差別
『伍』 與力學相比,熱學研究對象,研究的方法有哪些主要區分
1、研究對象不一樣。力學研究的是少體問題,主要集中於單體和兩體問題。熱學研究的是多粒子系統的統計熱力學性質。
2、研究理論不一樣。經典力學基於牛頓運動學方程,研究物體的動力學演化過程,量子力學基於薛定諤方程,研究微觀粒子的動力學演化過程,相對論量子力學基於迪拉克方程,研究具有相對論效應粒子的動力學演化過程;熱力學主要手段是統計的方法,得到的是多粒子的體系的平均性質。
3、作用不一樣。力學可以弄清楚兩個原子之間的相互作用,可以區分不同種類的原子,而熱學研究的是整個原子系統的平均性質,難以區分是哪類原子,因為統計不可能具體到某個原子,是集體行為,所以研究對象和研究方法有很大差別。
(5)熱學的研究方法分為兩種擴展閱讀:
力學主要理論
1、物體運動三定律。
2、達朗貝爾原理。
3、分析力學理論。
4、連續介質力學理論。
5、彈性固體力學基本理論。
6、粘性流體力學基本理論。
『陸』 熱力學研究的經典方法和統計方法有什麼區別
用統計方法研究的叫統計力學,和傳統的熱力學不一樣,所謂熱力學就是指從熱力學四大定律出發,純粹依靠數學推導而得出整個理論系統。雖然從實際應用上來講,二者應用的領域大致相同,但從理論上來講卻是完全不一樣的,統計力學從微觀的分子、原子出發研究熱現象,因而要依賴實驗的精度,而熱力學是一種純粹的惟像的理論,因而只要四大定律不違背事實,熱力學理論所推導出的一切結果就都沒有問題。這正是熱力學獨有的優越性,因此愛因斯坦對熱力學理論的優美性大為欣賞,實踐也證明,到今天為止,物理學所有相關理論都被量子力學滲透了,像什麼量子電動力學,相對論量子力學。唯有熱力學仍然自成體系。
『柒』 化工過程熱力學分析方法有哪幾種
熱力學是物理學的一個組成部分,它是在蒸汽機發展的推動下,於19世紀中葉開始形成的。最初只涉及熱能與機械能之間的轉換,之後逐漸擴展到研究與熱現象有關的各種狀態變化和能量轉換的規律。在熱力學的基本定律中,熱力學第一定律表述能量守恆關系,熱力學第二定律從能量轉換的特點論證過程進行的方向。這兩個定律具有普遍性,在化學、生物學、機械工程、化學工程等領域得到了廣泛的應用。熱力學基本定律應用於化學領域,形成了化學熱力學,其主要內容有熱化學、相平衡和化學平衡的理論;熱力學基本定律應用於熱能動力裝置,如蒸汽動力裝置、內燃機、燃氣輪機、冷凍機等,形成了工程熱力學,其主要內容是研究工質的基本熱力學性質以及各種裝置的工作過程,探討提高能量轉換效率的途徑。化工熱力學是以化學熱力學和工程熱力學為基礎,在化學工業的發展中逐步形成的。化工生產的發展,出現了蒸餾、吸收、萃取、結晶、蒸發、乾燥等許多單元操作,以及各種不同類型的化學反應過程,生產的規模也愈來愈大,由此提出了一系列的研究課題。例如在傳質分離設備的設計中,要求提供多組分系統的溫度、壓力和各相組成間的相互關系的數學模型。一般化學熱力學很少涉及多組分系統,它不僅需要熱力學,還需要應用一些統計力學和經驗方法。在能量的有效利用方面,化工生產所涉及的工作介質比工程熱力學研究的工作介質(空氣、蒸汽、燃料氣等)要復雜得多,且能量的消耗常在生產費用中佔有很高比例,因此更需要研究能量的合理利用和低溫位能量的利用,並建立適合於化工過程的熱力學分析方法。1939年,美國麻省理工學院教授H.C.韋伯寫出了《化學工程師用熱力學》一書。1944年,美國耶魯大學教授 B.F.道奇寫出了名為《化工熱力學》的教科書。這樣,化工熱力學就逐步形成為一門學科。隨著化學工業規模的擴大,新過程的開發,以及大型電子計算機的應用,化工熱力學的研究有了較大的發展。世界各國化工熱力學專家在1977年舉行了首屆流體性質和相平衡的國際會議,1980和1983年分別舉行了第二屆和第三屆會議,還出版了期刊《流體相平衡》。化工熱力學已列為大學化學工程專業的必修課程。
『捌』 數值傳熱學的研究方法
數值傳熱學常用的數值方法
1.有限差分法
歷史上最早採用的數值方法,對簡單幾何形狀中的流動與換熱問題最容易實施的數值方法。其基本點是:將求解區域中用於坐標軸平行的一系列網格的交點所組成的點的集合來代替,在每個節點上,將控制方程中每一個導數用相應的差分表達式來代替,從而在每個節點上,形成一個代數方程,每個方程中包括了本節點及其附近一些節點上的未知值,求解這些代數方程就獲得了所需的數值解。
2.有限容積法
將所計算的區域劃分成一系列控制容積劃分為一系列控制容積,每個控制容積都有一個節點做代表。通過將守恆型的控制方程對控制容積坐積分導出離散方程。在導出過程中,需要對界面上的被求函數本身及其一階導數的構成做出假定,是目前流動與換熱問題的數值計算中應用最廣的一種方法。
3.有限元法
把計算區域劃分為一系列原題(在二維情況下,元體多為三角形或四邊形),由每個元體上去數個點作為節點,然後通過對控制方程做積分來獲得離散方程。有限元法最大的優點是對不規則區域的適應性較好。但計算的工作量一般要比有限容積法大,而且在求解流動與換熱問題是,對流項的離散處理方法及不可壓縮流體原始變數法求解方面沒有有限容積法成熟。
4.有限分析法
由陳景仁教授在1981年提出。在這種方法中,也像有限差分法那樣,用一系列網格線將區域離散,所不同的是每一個節點與相鄰4個網格(二維)問題組成計算單元,即一個計算單元由一個中心節點與8個l 鄰點組成。在計算單元中把控制方程中的非線性項局部線性化,並對該單元上未知函數的變化型線作出假設,把所選定型線表達式中系數和常數項用單元邊界節點上位置的變數值來表示,找出其分析解。然後利用其分析解,得到該單元中點及其邊界上的位置值的代數方程,即單元中點的離散方程。
『玖』 熱學是什麼
分子運動論 認為物體是由大量永不停息地做無規則運動的分子
所組成,分子之間存在著引力和斥力等相互作用,並以大量分子的集體
行為來說明氣體、液體和固體等物質狀態的有關物理性質,特別是它們
各自的熱力學特性的物質結構學說。
人類早在古希臘時代就出現了物質的微粒結構的思想。德謨克利特
等人曾想像物質是由不可再分割稱之為「原子」的粒子組成,並認為不
同的物質由不同的「原子」構成。直到17、18世紀期間,隨著熱學的發
展,人們開始探討熱現象的本質,出現了分子運動論的學說。經伽桑迪、
胡克、伯努利等人的考察和不斷發展這一學說,並用以說明物質的液體、
固體、氣體三種狀態的轉變,設想氣體的壓力是氣體分子與器壁碰撞的
結果,從而導出了玻意耳-馬略特定律。 1744年羅蒙諾索夫明確提出熱是
分子無規則運動的表現,把機械運動守恆定律推廣到分子運動的熱現象
中去。19世紀中葉建立了能的轉化守恆定律,分子運動論得到迅速的發
展和完善。經克勞修斯、麥克斯韋和玻耳茲曼等人的大量工作,他們立
足於分子運動論以早期的統計觀點導出了氣體的壓強公式,從而解釋了
有關氣體的實驗定律;認識了分子速度的分布規律;並給出了分子運動
規律的定量方程。使分子運動論在經典物理學的范疇內達到了完善的程
度。
分子 物質中能夠獨立存在的相對穩定並保持該物質物理化學特性
的最小單元。分子由原子組成。有單原子分子、雙原子分子和多原子分
子之分
『拾』 熱學與熱力學有什麼區別
熱學是物理學的五大分支的一個分支,比熱力學研究范為廣泛。
熱力學:
熱力學是研究熱現象中物質系統在平衡時的性質和建立能量的平衡關系,以及狀態發生變化時系統與外界相互作用(包括能量傳遞和轉換)的學科。
熱學:
熱學主要研究熱現象及其規律,它有兩種不同描述方法--熱力學和統計物理。熱力學是其宏觀理論,是實驗規律。統計物理學是其微觀描述方法,它通過物理簡化模型,運用統計方法找出微觀量與宏觀量之間的關系。