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熱現象研究方法

發布時間:2023-05-11 00:49:03

㈠ 化工熱力學研究的特點和方法是什麼

化工熱力學研究的特點和方法是什麼介紹如下:

分子熱力學方法

統計力學結合構作半經驗模型的方法,在化工熱力學的發展過程中正起著越來越重要的作用。它使建築在熱力學基本定律上的化工熱力學,在解決其主要課題時,沒有受到經典熱力學方法的限制。統計力學是從物質的微觀模型出發,運用統計的方法,導出微觀結構與宏觀性質之間的關系,例如從分子間相互作用的位能函數和徑向分布函數,導出p-V-T關系。

但由於分子結構十分復雜,統計力學目前還只能處理比較簡單的情況。對於比較復雜的實際系統,須先作簡化,建立一些半經驗的數學模型,利用實驗數據,回歸模型參數。這種方法,在研究狀態方程和活度系數方程中已廣泛使用。

㈡ 熱學研究主要包括哪兩個方面

熱學就是熱力學
悄做可大基以分為工程熱力學和分子熱力學
一個是研啟仿衡究宏觀熱力過程,不考慮作用機理,而是關心,過程狀態的熱力學參數,循環的效率等。
另一個是從微觀分子角度來探索現象發生的本質機理。

㈢ 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。

(3)熱現象研究方法擴展閱讀:

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。

㈣ 熱量傳遞主要有三種基本方式及導熱對流和什麼

熱量傳遞主要有三種基本方式:導熱、熱對流和熱輻射。

導熱指依靠物質的分子、原子和電子的振動、位移和相互碰撞而產生熱量傳遞的方式。例如,固體內部熱量從溫度較高的部分傳遞到溫度較低的部分,就是以導熱的方式進行塌仔粗的。

熱對流指由於流體的宏觀運動,冷熱流體相互摻混而發生熱量傳遞的方式。這種熱量傳遞方式僅發生在液體和氣體中。由戚滲於流體中的分子同時進行著不規則的熱運動團鎮,因此對流必然伴隨著導熱。

熱輻射,物體通過電磁波來傳遞能量的方式稱為輻射。輻射有多種類型,其中因熱的原因而發出輻射能的現象稱為熱輻射。

(4)熱現象研究方法擴展閱讀:

研究熱量傳遞的傳熱學與工程熱力學都是研究與熱現象有關的科學。然而,這兩門學科的研究內容和方法是有區別的。

首先,工程熱力學研究的是處於平衡狀態的體系,其中不存在溫差或者壓力差,而傳熱學則是研究有溫差存在時處於不平衡狀態的體系的熱能傳遞規律。例如,經過高溫制備出的材料的冷卻,熱力學主要研究單位質量的材料在這一冷卻過程中散失的熱量;而傳熱學則主要研究該冷卻過程受哪些因素影響,冷卻過程中溫度如何變化,冷卻需要多長時間等諸多問題。

其次,熱力學中所說的熱量通常是指能量,其單位通常用焦耳(J)和卡(kcal)來表示,而傳熱學中所說的傳熱量通常是指單位時間內傳遞的熱量,因此其單位通常用瓦(W)等功率單位。

盡管如此,傳熱學與工程熱力學有著密切的關系:分析任何的熱量傳遞過程都要用到熱力學第一定律,即能量守恆定律。熱量傳遞過程的動力是溫度差,熱能總是由高溫處向低溫處傳遞。

兩種介質或者同一物體的兩部分之間如果沒有溫差就不可能有熱量的傳遞,而這正是熱力學第二定律所規定的基本內容。因此,工程熱力學的第一、第二定律是進行傳熱學研究的基礎。

㈤ 工程熱力學和流體力學研究方法有何不同

工程熱力學主要研究的是能量交換以及物體從一個熱力狀態到另一個熱配信力狀態的過程,而流體力學則研究的是物體在流體中運動的狀態和條件,包括物體在流含賣蔽體中的運動方式、流體的壓力、力學流變性能等。因此,在實談州際應用中,工程熱力學主要用於研究熱能轉換過程,而流體力學則用於研究物體在流體中的運動特性。

㈥ 普通物理學熱學問題

樓上的回答用具體例子說明了n越大,V隨著p的變化就越不明顯。作為理解是可以的,不過不是嚴格證明。

下面給出較嚴格的證明:

將等式兩邊同時開n次方。原等式右端為某一常量,開n次方後仍為常量記為C1。即p^1/n*V=C1, 當n趨於無窮大時,兩邊取極限,其中p^1/n趨於1,即埋念V=C1。

註:n趨於無窮大隻是個數學抽象,在物理世界中,一般大液行認為並不存在數學上的無窮大,只是極其大而已。當n極其大時,原式中C是個極其大的值,如果V>1(或極其小的值,V<1),開n次方後並不會是1(僅當V=1時,C開方後才會等於1或趨近於1)而是某個確定常數。但滾嘩p並非是個趨於無窮大的值,故開方後趨於1。

㈦ 什麼是熱分析法

熱分析(thermal
analysis,TA)是指用熱力學參數或物理參數隨溫度變化的關系進行分析的方法。國際熱分析協會(International
Confederation
for
Thermal
Analysis,ICTA)於1977年將熱分析定義為:「熱分析是測量在程序控制溫度下,物質的物理性質與溫度依賴關系的一類技術。」根據測定的物理參數又分為多種方法。
方法
最常用的熱分析方法有:差(示)熱分析(DTA)、熱重量法(TG)、導數熱重量法(DTG)、差示掃描量熱法[1]
(DSC)、熱機械分析(TMA)和動態熱機械分析(DMA)。此外還有:逸氣檢測(EGD)、逸氣分析(EGA)、
扭辮熱分析(TBA)、射氣熱分析、熱微粒分析、熱膨脹法、熱發聲法、熱光學法、熱電學法、熱磁學法、溫度滴定法、直接注入熱焓法等。測定尺寸或體積、聲學、光學、電學和磁學特性的有熱膨脹法、熱發聲法、熱傳聲法、熱光學法、熱電學法和熱磁學法等。
應用
熱分析技術能快速准確地測定物質的晶型轉變、熔融、升華、吸附、脫水、分解等變化,對無機、有機及高分子材料的物理及化學性能方面,是重要的測試手段。熱分析技術在物理、化學、化工、冶金、地質、建材、燃料、輕紡、食品、生物等領域得到廣泛應用。

㈧ 統計物理學和熱力學比較,在研究方法上各有哪些特點

一、熱力學與統計物理的研究對象、方法與特點
研究對象:宏觀物體熱性質與熱現象有關的一切規律。
方法與特點:
熱力學:
以大量實驗總結出來的幾條定律為基礎,應用嚴密
邏輯推理和嚴格數學運算來研究宏觀物體熱性質與
熱現象有關的一切規律。
較普遍、可靠,但不能求特殊性質。
統計物理:
從物質的微觀結構出發,考慮微觀粒子的熱運動,
通過求統計平均來研究宏觀物體熱性質與熱現象有
關的一切規律。
可求特殊性質,但可靠性依賴於微觀結構的假設,
計算較麻煩。
兩者體現了歸納與演繹不同之處,可互為補充,取長
補短。
宏觀與微觀的關系:
微觀粒子的熱運動與系統的各種宏觀熱
現象之間存在著內在的聯系。宏
觀量等於微觀量的統計平均
值。
宏觀與微觀
宏觀現象與宏觀量:
宏觀現象即一個系統所表現出來的各
種物理性質以及這些性質的變化規律。描述一個系統宏觀
性質的物理量稱為宏觀量。例:
P

V、
T

E

C等。
微觀運動與微觀量:
微觀運動即系統內部的微觀粒子的熱
運動。描述微觀粒子熱運動的
物理量稱為微觀量。例:
m

v


等。
二、熱力學理論的發展
1 經典熱力學
1824
年:
卡諾定理:
卡諾(Carnot)
1840』s:熱力學第一定律:
能量守恆定律
邁爾(Mayer)、焦耳(Joule)
1850』s:熱力學第二定律、熵增加原理:
克勞修斯(Clausius)、開爾文(Kelvin):
1906
年:
熱力學第三定律:
能斯特定理,能斯特(Nernst)
Sadi Carnot
(1796-1832 )
J.R.Mayer
(1814-1878)
J.P.Joule
(1818-1889)
R. Clausius
(1822-1888)
W. T. Kelvin
(1824-1907)
W. H. Nernst
(1864-1941)

不涉及時間與空間;

以平衡態、准靜態過程、可逆過程為模型;

經典熱力學



靜熱力學。
經典熱力學特點:

1
)線性非平衡態熱力學
翁薩格(Onsager),1968年諾貝爾獎
2 非平衡態熱力學(1930』s)

2
)非線性非平衡態熱力學
普里果金(Prigogine),1977年諾貝爾化學獎
Lars Onsager
(1903-1976)
Llya

Prigogine
(1917-2003)

工程熱力學

有限時間熱力學

……
3 現代熱力學
三. 統計物理理論的發展
量子統計理論:

普朗克(
Planck

1858~1947
))愛因斯坦
( Einstein

1879~1955
))、玻色、費米、狄拉克等將量子
力學理論與統計理論相結合,建立並完善了量子統計理論。
起源:
氣體分子動理論(
Kinetic Theory of Gases

第一個氣體分子動理論模型的提出:
1738
年,由瑞士物理學
家柏努利(
Daniel Bernoulli
)提出。
統計物理系統理論的建立:
奧地利物理學家玻爾茲曼

Ludwig Bottzmann, 1844~1906
)、美國科學家吉布斯
( J. Willard Gibbs,

1839~1903
)等人做了統計物理奠基性
的工作,發展了統計系綜理論,從而
真正開創了統計物理的
系統理論。
吉布斯
(Josiah Willard
Gibbs,1839-1903),
美國
理論物理學家,統計系
綜理論的首創者
柏努利(
Daniel
Bernoulli,1700-
1782)
1
)提出柏努利原理
2
)從氣體粒子碰撞
容器壁的觀點說明壓
強,最早採用數學方
式表述氣體運動論。
麥克斯韋(
James
Clerk Maxwell 1831-
1879)
從事電磁理論、分子
物理學、統計物理
學、光學等方面的研
究,建立的電磁場理
論。

㈨ 物質熱量傳遞的一般規律

熱量傳遞簡稱傳熱。物體內部或者物體之間,只要有溫差的存在,就有熱量自發地由高溫處向低溫處傳遞。自然界日常生活和工業生產領域中到處存在液喚畢著溫差,因此熱量傳遞就成為一種極普遍的物理現象。研究熱量傳遞的規律即根據不同的熱量傳遞過程得出單位時間內所傳遞的熱量與相應的溫度差之間的關系。不同的熱量傳遞方式具有不同的傳遞規律,相應的研究分析方法也各不相同。
傳熱學在科學技術各個領域中都有十分廣泛的應用。盡管各個領域中遇到的傳熱問題形式多樣,但研究傳熱的目的大致上可以歸納為三個方面。
(1)強化傳熱,在一定的條件下(如一定的溫差、體積、重量或泵功等)增加所傳遞的熱量。
(2)削弱傳熱或稱熱絕緣,即在一定的溫差下使熱量的傳遞減到最小。
(3)溫度或傳熱控制,為使一一些設備能安全、經濟地運行,或者為得到優質產品、工藝,需要對熱量傳遞過程中物體關鍵部位的溫度或傳熱速率進行控制。[2]
研究方法
在鬧芹傳熱研究中,為了分析問題和鏈純數學處理的方便,與研究流體流動時一樣,採用了連續介質模型,即通常假定所研究的物體中溫度、密度、速度等傳熱相關物理參數都是空問的連續函數。對於氣體只要被研究物體的幾何尺度遠大於分子問的平均自由程,這種連續體的假定總是成立的。
研究熱量傳遞的傳熱學與工程熱力學都是研究與熱現象有關的科學。然而,這兩門學科的研究內容和方法是有區別的。首先,工程熱力學研究的是處於平衡狀態的體系,其中不存在溫差或者壓力差,而傳熱學則是研究有溫差存在時處於不平衡狀態的體系的熱能傳遞規律。例如,經過高溫制備出的材料的冷卻,熱力學主要研究單位質量的材料在這一冷卻過程中散失的熱量;而傳熱學則主要研究該冷卻過程受哪些因素影響,冷卻過程中溫度如何變化,冷卻需要多長時間等諸多問題。其次,熱力學中所說的熱量通常是指能量,其單位通常用焦耳(J)和卡(kcal)來表示,而傳熱學中所說的傳熱量通常是指單位時間內傳遞的熱量,因此其單位通常用瓦(W)等功率單位。盡管如此,傳熱學與工程熱力學有著密切的關系:分析任何的熱量傳遞過程都要用到熱力學第一定律,即能量守恆定律。熱量傳遞過程的動力是溫度差,熱能總是由高溫處向低溫處傳遞。兩種介質或者同一物體的兩部分之間如果沒有溫差就不可能有熱量的傳遞,而這正是熱力學第二定律所規定的基本內容。因此,工程熱力學的第一、第二定律是進行傳熱學研究的基礎。[2]
基本方式
熱量傳遞主要有三種基本方式

㈩ 工程熱力學介紹 工程熱力學的研究內容是什麼

1、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,系統與外如宏界相互作用的學科。工程熱力學是熱力學最先發展的一個分支,它主要研究熱能與機械能和其他能量之間相互轉換的規律及其應用,是機械工程的重要基礎學科之一。

2、研究內容:

工程熱力學是關於熱現象的宏觀理論,研究的方法是宏觀的,它以歸納無數事實所得到的熱力學第一定律、熱力學第二定律和熱力學第三定律作為推理的基礎,通過物質的壓力、溫度、比容等宏觀參數和受熱、冷卻、膨脹、收縮等整體行為,對宏觀現象和熱力過慶友程進行研究。

這種方法,把與物質內部結構有關的具體性質,當作宏譽橡槐觀真實存在的物性數據予以肯定,不需要對物質的微觀結構作任何假設,所以分析推理的結果具有高度的可靠性,而且條理清楚。這是它的獨特優點。

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