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大学物理力学小结 就是关于质点力学,刚体力学和能量守恒定律的内在联系与区别~好的话加分!!!

来源:新能源网
时间:2024-08-17 09:30:37
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大学物理力学小结 就是关于质点力学,刚体力学和能量守恒定律的内在联系与区别~好的话加分!!!【专家解说】:能量守恒定律 定律内容:能量既不会凭空产生,也不会凭空消 失,它只能从一种

【专家解说】:能量守恒定律 定律内容:能量既不会凭空产生,也不会凭空消 失,它只能从一种形式转化为别的形式,或者从一 个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中其 总量不变。 1)自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对 应:物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电 荷的运动具有电能、原子核内部的运动具有原子能 等等。 (2)不同形式的能量之间可以相互转化:“摩擦生热 是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能;水壶中 的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起,表明内 能转化为机械能;电流通过电热丝做功可将电能转 化为内能等等”。这些实例说明了不同形式的能量 之间可以相互转化,且是通过做功来完成的这一转 化过程。 (3)某种形式的能减少,一定有其他形式的能增 加,且减少量和增加量一定相等.某个物体的能量 减少,一定存在其他物体的能量增加,且减少量和 增加量一定相等。 能量守恒的具体表达形式 保守力学系统:在只有保守力做功的情况下,系统 能量表现为机械能(动能和位能),能量守恒具体 表达为机械能守恒定律。 热力学系统:能量表达为内能,热量和功,能量守 恒的表达形式是热力学第一定律。 相对论性力学:在相对论里,质量和能量可以相互 转变。计及质量改变带来能量变化,能量守恒定律 依然成立。历史上也称这种情况下的能量守恒定律 为质能守恒定律。 能量守恒定律的重要意义 能量守恒定律,是自然界最普遍、最重要的基本定 律之一。从物理、化学到地质、生物,大到宇宙天 体。小到原子核内部,只要有能量转化,就一定服 从能量守恒的规律。从日常生活到科学研究、工程 技术,这一规律都发挥着重要的作用。人类对各种 能量,如煤、石油等燃料以及水能、风能、核能等 的利用,都是通过能量转化来实现的。能量守恒定 律是人们认识自然和利用自然的有力武器。 基本内容:热可以转变为功,功也可以转变为热; 消耗一定的功必产生一定的热,一定的热消失时, 也必产生一定的功。 普遍的能量转化和守恒定律在一切涉及热现象的宏 观过程中的具体表现。热力学的基本定律之一。 表征热力学系统能量的是内能。通过作功和传热, 系统与外界交换能量,使内能有所变化。根据普遍 的能量守恒定律,系统由初态Ⅰ经过任意过程到达 终态Ⅱ后,内能的增量ΔU应等于在此过程中外界 对系统传递的热量Q 和系统对外界作功A之差,即 UⅡ-UⅠ=ΔU=Q-A或Q=ΔU+A这就是热力学 第一定律的表达式。如果除作功、传热外,还有因 物质从外界进入系统而带入的能量Z,则应为ΔU= Q-A+Z。当然,上述ΔU、A、Q、Z均可正可 负。对于无限小过程,热力学第一定律的微分表达 式为 dQ=dU+dA因U是态函数,dU是全微分;Q、A 是过程量,dQ和dA只表示微小量并非全微分,用 符号d以示区别。又因ΔU或dU只涉及初、终态, 只要求系统初、终态是平衡态,与中间状态是否平 衡态无关。 热力学第一定律的另一种表述是:第一类永动机是 不可能造成的。这是许多人幻想制造的能不断地作 功而无需任何燃料和动力的机器,是能够无中生 有、源源不断提供能量的机器。显然,第一类永动 机违背能量守恒定律。 两者的区别与联系: 热力学第一定律是人类在长期的生产和科学实验中 总结出来的一条普遍规律,适用于一切热力学过 程。热力学第一定律表明,一切热力学过程都必须 服从能量守恒定律,因此热力学第一定律实际上是 包括热现象在内的能量转化与守恒定律。