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《热统》教学手记第2篇:热力学第二定律 卡诺定理 精选

已有 3942 次阅读 2018-9-23 18:40 |个人分类:大学教育|系统分类:教学心得| 热力学统计物理, 物理, 教学

进度:第二次课 §1.5-§1.14(不含§1.12) 。预计第三次课结束本章:§1.12-§1.18(其中§1.13会再次提到)

同学提问

如图所示的第一个方程中成立的一个必要条件是中间的一项(红圈)不能为零,可是,在推导(1.7.2)式时,用到了它为零。说明这个方程其实和(1.7.1)不完全等价。是吗?

student question on an math exp.jpg

断想

数学仅仅是物理的奴仆。物理图像本身是第一性的,数学的描述仅仅是一个工具。不能脱离于物理使用数学,否者学的不是物理,而是应用数学,甚至未达到应用物理的程度。

内能的隐秘之处

从焦耳等人的热和功相当的实验中,可以确认一个和热与功这个过程导致系统某种状态改变相关的状态函数,这就是内能。

有了内能,首先必须知道如何测量! 可是内能无法直接测量,也就是内能的绝对值没有意义,有意义的是内能的相对改变。一个能直接测量的量是热容量。反过来,测量了热容量,就可以了解内能的信息。

theory vs experiment.jpg

断想

内能是一个唯象概念。

很多热力学函数,例如自由能、吉布斯函数、巨热力学势、等,不见得能直接测量,但是能搭起从实验到实验之间的桥梁。很像梯子的横档,没有这些横档,是爬不到梯子的顶端的。

陷阱

卡诺定理和理想气体卡诺循环一点关系也没有!

断想

赵凯华老师曾说,不要看见循环就去计算效率。

开放性问题

open question 2.jpg

牛角尖

p.36有个脚注。这个脚注是必要的。但是,如果用更小的篇幅能避免陷阱,何必舍近求远?

heat capacity ratio extended.jpg

断想

能一泻千里的时候,最好不要有人造的漩涡。

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教材:汪志诚《热力学统计物理》(第五版),共48课时。希望每周一志,本篇是第二志。

1《热统》教学手记第1篇:温度与功



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15 侯吉旋 郑永军 王林平 刘新 宁利中 姬扬 王黎明 杨正瓴 田国玉 陈理 王安良 李学宽 张云 李维纲 李毅伟

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