关于内能概念的教学研究

“内能”是热学的基本物理量之一,也是一个基本的热力学函数。在普通物理热学中应将“内能”作为一个教学重点,不仅在热力学第一定律部分要讲清楚内能概念的引入,定义(宏观和微观两个方面),它与热量、热能的关系,还要善于把“内能”贯穿到热学和分子物理学的教学中去。这是因为,热力学是从能量观点出发来研究宏观物体热性质的,热力学第一和第二定律所揭示的都是能量传递和转化所必须遵从的规律。但是,热力学所研究的宏观物体热性质,还必须用分子物理学的观点和方法加以分析,才能了解其本质。以下从五个方面:内能宏观定义的教学;内能微观定义的教学;热力学第二定律中有关内能的教学;固体的内能;相变时转变热的分析谈谈我们在有关内能概念教学中的点滴体会。内能概念分为宏观和微观两个方面,这种区分正体现了热学理论中按照研究观点和方法的不同分为宏观理论和微观理论两个部分一样。     

关于热力学定律的一些讨论

热力学在基础物理学中是一门至关重要的学科,特别是它的4条基本定律,揭示了宏观物质热运动的客观物理规律.本文主要通过Carnot热机循环效率从定量层面上揭示出具有时间反演对称性破缺的宏观物质系统演化的不可逆过程进行的方向性的热力学第二定律和在理想气体温标下具有绝对零度不能到达的热力学第三定律之间的隐含关系,即在Carno...     

一月历史上的科学家

热力学第二定律奠基人克劳修斯克劳修斯是德国数学物理学家。他于1850年发表一篇论文,提出热力学第二定律的最著名形式:“热不能自发地从较冷的物体转向较热的物体”,并用其研究成果发展了蒸气机理论,两年后提出电解理论。他的观点后来成为电解理论基础。在分子物理学方面,他重申了法国物理学家     

爱因斯坦——近代物理的开创者和奠基人

阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein,1879—1955)是近代伟大的物理学家,是近代物理学的开创者和奠基人。爱因斯坦生在上世纪的末期,当时古典物理学已建立起比较完整的体系。牛顿力学经过二百多年的发展,已在从天体到地面的各个方面取得了广泛的成就;热力学已经解决了热现象和热机的理论问题;麦克斯威的电磁场理论已把电磁学和光学合并为统一的体系。尤其是分子物理学的发展,把热力学归结为分子质点的碰撞运动;而电磁场也被     

功与热量的统计诠释

从热力学的观点看，功W与热量Q都是过程量，其大小与过程性质密切相关。系统从同一初态出发，经过不同的热力学过程达到同一终态时，外界对系统作的功W与系统从外界吸收的热量Q一般是不相同的。此外，功W与热量Q都与系统的能量变化过程有关。实际上，功W与热量Q都是系统与外界之间进行能量变换的一种方式，是系统能量变化的量度。从统计物理学的观点看，描述系统各种热力学性质的宏观物理量，都是相应的微观物理量的统计平均，那么作为宏观物理量的功W与热量Q究竟与哪些微观过程相联系呢？下面我们将深入地讨论这一问题。一、与功W及热…     

宏观和微观理论的印证——空窖辐射

用热力学与统计物理学两种方法推导了空窖辐射的辐射能量密度与绝对温度的关系,通过推导过程阐释了热力学与统计物理学的统一.     

从空窖辐射看热力学与统计物理学的统一

用热力学与统计物理学两种方法推导了空窖辐射的辐射能量密度与绝对温度的关系，通过推导过程阐释了热力学与统计物理学的统一。     

《气体分子运动论》教学探讨

气体分子运动论是关于气体的微观理论。它以宏观物体的分子——原子结构假设和分子的运动假设为基础,运用统计方法,解决与揭示气体宏观规律的本质;确定宏观量与微观量之间的关系。具体说来,就是要揭示宏观量压强、温度、内能的微观本质;解释气体的一些实验定律(阿伏伽德罗定律;波义耳定律;查理定律;盖·吕萨克定律;道尔顿分压定律等);阐明气体分子热运动的三条统计规律(气体分子热运动动能的统计规律——能量按自由度均分原则;气体分子速率的统计分布规律——麦克斯韦分布律;气体分子碰撞频率的统计规律——分子的平均碰撞次数和平均自由程)。     

关于物理化学中统计热力学教学的几点看法

本文根据高等师范试用教材《物理化学》中统计热力学一章所安排的内容,针对化学专业学生的实际情况,对教学中突出统计热力学的一些基本概念及麦克斯威——玻尔兹曼统计这个重点;抓住联系系统宏观性质与微观结构性质的桥梁——配分函数这个关键,谈了一些看法。此外,对统计热力学这章内容的深广度,在文中亦作了简单评介。众所周知,热力学是研究各种能量形式之间相互转化的规律的科学。它是建立在由实践与观察中归纳出的热力学三条基本定律基础上的,是一种唯象的宏观理论,即就宏观现象论宏观现象。     

经典力学在物理教学中的作用

物理学中的经典力学是指从牛顿到哈密顿的理论体系。其中牛顿力学是经典力学中的一个重要组成部分，它反映了宏观低速领域内物体的运动规律，其主要内容是牛顿的运动三定律，它是整个物理学的基础。经典力学与热学、光学、电学、原子物理等都有密切联系。但随着物理学的进一步发展，经典力学的局限性也逐渐显露出来。     

电弱理论

电弱理论是把自然界中的两种基本作用力，即弱相互作用和电磁相互作用统一起来的理论。物理学理论取得的这一突破陛成就，可以与当年麦克斯韦把电与磁统一在一起，建立起电磁学理论相比。电弱统一理论给出了大量的预言，它们都为实验所精确证实。本书简明地介绍了这一理论的结构及其在各方面的应用。     

涨落在理想气体系统中的应用

理想气体系统是热力学研究的一种典型模型,通过研究理想气体系统,可以得到真实气体的一些主要性质.用统计物理学观点和热力学基本关系式,研究理想气体系统中宏观物理量的涨落及涨落关联函数,进而说明热力学系统宏观量的涨落与热力学系统的状态方程有关.     

玻意耳定律的统计证明

玻意耳定律是理想气体在等温过程中的宏观性质反映,其实质是热力学系统的大量分子在准静态等温过程中做无规则热运动的统计结果.文章用气体分子动理论和理想气体分子模型,运用麦克斯韦速度分布律进行了严格的证明,以便帮助学生从微观的角度更深层次地理解玻意耳定律.     

玻意耳定律的统计证明

玻意耳定律是理想气体在等温过程中的宏观性质反映,其实质是热力学系统的大量分子在准静态等温过程中做无规则热运动的统计结果.文章用气体分子动理论和理想气体分子模型,运用麦克斯韦速度分布律进行了严格的证明,以便帮助学生从微观的角度更深层次地理解玻意耳定律.     

大师的启示

 今年是著名的英国数学家、理论物理学家麦克斯韦(James Clerk Maxwell,1831—1879)诞辰180周年,他在物理学史上的地位与牛顿、爱因斯坦齐名。麦克斯韦把电、磁、光等现象用简洁的麦克斯韦方程统一了起来,在近代科学史上,这是继牛顿统一物体相互作用和运动规律以后实现的第二次物理学大综合。他在1873年出版的《论电和磁》,也被认为是继牛顿《自然哲学的数学原理》之后的又一部最重要的物理学经典。没有电磁学就没有现代电工学、电子学,就不可能有电气化、雷达和无线通信,也就不可能有现代文明。1931年,在纪念麦克斯韦诞生100周年时,爱因斯坦把麦克斯韦的电磁场理论贡献评价为“自牛顿时代以来物理学所经历的最深刻最有成效的变化。”     

正确理解熵概念和熵公式——对“物理学中的熵概念”一文的商榷

针对“物理学中的熵概念”一文的几个主要观点逐一进行了分析,认为一般教科书中对熵公式中作为积分因子的１／Ｔ的Ｔ的解释并无失当之处,倒是该文的解释恰恰是错误的。指出：克劳修斯熵公式和波尔兹曼熵公式在熵概念上是相同的,它们计算的都是熵的增量;二者的区别仅仅在于前者是宏观热力学的计算公式,后者给出了统计物理学的解释和计算公式。     

正确理解熵概念和熵公式——对“物理学中的熵概念”一文的商榷

针对“物理学中的熵概念”一文的几个主要观点逐一进行了分析,认为一般教科书中对熵公式中作为积分因子的１／Ｔ的Ｔ的解释并无失当之处,倒是该文的解释恰恰是错误的．指出：克劳修斯熵公式和波尔兹曼熵公式在熵概念上是相同的,它们计算的都是熵的增量;二者的区别仅仅在于前者是宏观热力学的计算公式,后者给出了统计物理学的解释和计算公式．     

作为现代物理学基础的原理四面体

从描述低速宏观物体运动规律的分析力学中总结归纳出作为这一理论的基础的四个基本原理,即最小作用量原理、相对性原理、时空对称性原理和内部对称性原理,根据它们的内在关系称之为原理四面体．将这一原理四面体推广应用到高速微观运动以及场的运动,讨论了原理四面体在现代物理学中的基础性作用,并说明由原理四面体建立物理理论在更高的水平上体现了“实践-认识-实践”的认识论规律．     

宏观量的涨落及关联判定

利用统计物理学的观点,结合热力学基本关系式,研究了宏观量涨落的基本规律,得出了宏观量的涨落的计算方法及宏观量的涨落关联判定方法。     

卡诺定理的一种直接证明方法

目前普通物理学、热力学及热统教材中,证明卡诺定理多采用反证法.本文给出了由热力学第一定律和热力学第二定律直接证明卡诺定理的一种方法.