恒定與變化精品課件

1、恒定與變化第1頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三恒定電流 恒定電場與恒定磁場恒定電流產(chǎn)生恒定電場,同時,也產(chǎn)生恒定磁場,但恒定電場與恒定磁場的場量是相互獨立的. 由于恒定電場的作用，導(dǎo)體中的自由電荷定向運動的速率增加；而運動過程中會與導(dǎo)體 內(nèi)部不動的粒子碰撞從而減速，因此自由電荷的平均速率不隨時間變化。 3.恒定電流的概念：大小、方向都不隨時間變化的電流。 第2頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三1.電流強(qiáng)度：Iq/t I:電流強(qiáng)度(A），q:在時間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫載面的電量(C），t:時間(s） 2.歐姆定律：IU/R I:導(dǎo)體電流強(qiáng)度(A)，U:

2、導(dǎo)體兩端電壓(V)，R:導(dǎo)體阻值() 3.電阻、電阻定律：RL/S :電阻率(m)，L:導(dǎo)體的長度(m)，S:導(dǎo)體橫截面積(m2) 4.閉合電路歐姆定律：I E /(r+R) 或 EIr + IR 也可以是E U內(nèi) + U外 I:電路中的總電流(A)，E:電源電動勢(V)，R:外電路電阻()，r:電源內(nèi)阻() 5.電功與電功率：WUIt，PUI W:電功(J)，U:電壓(V)，I:電流(A)，t:時間(s)，P:電功率(W) 6.焦耳定律：QI2Rt Q:電熱(J)，I:通過導(dǎo)體的電流(A)，R:導(dǎo)體的電阻值()，t:通電時間(s) 7.純電阻電路中: 由于IU/R , WQ，因此WQUItI

3、2RtU2t/R 8.電源總動率、電源輸出功率、電源效率：P總IE，P出IU，P出/P總 I:電路總電流(A)，E:電源電動勢(V)，U:路端電壓(V)，：電源效率 9.電路的串/并聯(lián) 串聯(lián)電路(P、U與R成正比) 并聯(lián)電路(P、I與R成反比) 電阻關(guān)系 R串R1+R2+R3+ 1/R并1/R1+1/R2+1/R3+ 電流關(guān)系 I總I1I2I3 I并I1+I2+I3+ 電壓關(guān)系 U總U1+U2+U3+ U總U1U2U3 功率分配 P總P1+P2+P3+ P總P1+P2+P3+ 第3頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三1.磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來表示磁場的強(qiáng)弱和方向的物理量,是矢量

4、，單位:(T),1T1N/Am 2.安培力FBIL (注：LB) B:磁感應(yīng)強(qiáng)度(T),F:安培力(N),I:電流強(qiáng)度(A),L:導(dǎo)線長度(m) 3.洛侖茲力fqVB(注：VB); 質(zhì)譜儀 f:洛侖茲力(N)，q:帶電粒子電量(C)，V:帶電粒子速度(m/s) 4.在重力忽略不計(不考慮重力)的情況下,帶電粒子進(jìn)入磁場的運動情況(掌握兩種)： (1)帶電粒子沿平行磁場方向進(jìn)入磁場:不受洛侖茲力的作用,做勻速直線運動VV0 (2)帶電粒子沿垂直磁場方向進(jìn)入磁場:做勻速圓周運動,規(guī)律如下: (a)F向f洛mV2/rm2rm (2/T)2rqVB；rmV/qB；T2m/qB； (b)運動周期與圓周運

5、動的半徑和線速度無關(guān),洛侖茲力對帶電粒子不做功(任何情況下)； (c)解題關(guān)鍵:畫軌跡、找圓心、定半徑、圓心角（二倍弦切角）。 注：(1)安培力和洛侖茲力的方向均可由左手定則判定，只是洛侖茲力要注意帶電粒子的正負(fù)； (2)磁感線的特點及其常見磁場的磁感線分布要掌握見圖； (3)其它相關(guān)內(nèi)容：地磁場 / 磁電式電表原理 / 回旋加速器 / 磁性材料分子電流假說。 第4頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三平衡物體或系統(tǒng)的一種狀態(tài)你知道生活中還有哪些平衡嗎？第5頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三第6頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期

6、三第7頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三平衡永遠(yuǎn)遵循一個四字原則： 動等定變第8頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三高爐煉鐵： 3CO+ Fe2O32Fe+3CO2 如何提高效益？第9頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三薄利多銷需求富有彈性的商品需求缺乏彈性的商品試解釋中國的一句古話：“谷賤傷農(nóng)”。（豐收了，由于糧價的下跌，農(nóng)民的收入減少。 ）第10頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三守恒數(shù)量守恒 長度守恒 液體量守恒 面積守恒 和黏土有關(guān)的守恒 ：黏土量守恒 黏土重量守恒 排水體積守恒 第11頁，共59

7、頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三過程系統(tǒng)從一個狀態(tài)（始態(tài)）變成另一個狀態(tài)（終態(tài)）熱力學(xué)上分為： 自發(fā)過程 非自發(fā)過程第12頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三趨勢趨勢:事物發(fā)展的動向。 趨勢的方向有三個：上升方向；下降方向和水平方向。趨勢的類型有主要趨勢、次要趨勢和短暫趨勢三種。第13頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三246餐后時間（h）血糖濃度(mmol/L)02468101214ABCD消化吸收合成糖原轉(zhuǎn)化為非糖物質(zhì)呼吸作用血糖的利用和補(bǔ)充保持動態(tài)平衡肝糖原水解非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化去路來源餐后血糖濃度的變化第14頁，共59頁，2022年

8、，5月20日，11點28分，星期三血糖平衡的激素調(diào)節(jié)血糖升高血糖降低胰島素分泌增加胰高血糖素分泌增加合成糖原轉(zhuǎn)化成非糖物質(zhì)肝糖原水解非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化+肝糖原水解非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化第15頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三 恒溫動物：動物體內(nèi)有完善的調(diào)溫的機(jī)構(gòu) 如：人 T 22心跳停止； T 43酶變性而死亡; T 27低溫麻醉。 體 溫動物機(jī)體內(nèi)部的平均溫度低溫麻醉：用藥物和人工方法降溫,使機(jī)體代謝率降低,腦對缺氧的耐受性增強(qiáng)，則可以在不損害大腦的前提下延長阻斷腦部血流的時間.第16頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三特點:一般清晨24時最低,1420時最高,

9、但體溫的晝夜差別不超過1同一個人體溫的晝夜變動第17頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三體溫的調(diào)節(jié)機(jī)體產(chǎn)熱量和散熱量保持動態(tài)平衡人體內(nèi)的熱量產(chǎn)熱散熱第18頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三散熱:主要靠皮膚實現(xiàn)大部分體熱以輻射、傳導(dǎo)、對流和蒸發(fā)等方式散發(fā)到體外，小部分體熱隨呼吸和排泄散發(fā)。第19頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三寒冷炎熱第20頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三炎熱環(huán)境溫覺感受器下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞有關(guān)神經(jīng)興奮皮膚血管舒張皮膚立毛肌舒張散熱量增加刺 激興奮第21頁，共59頁，2022年，5月

10、20日，11點28分，星期三皮膚中血管的舒縮與散熱的關(guān)系示意圖第22頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三第23頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三人的體溫調(diào)節(jié)能力是有限的人在寒冷的環(huán)境中停留過久，產(chǎn)熱不能補(bǔ)償散熱時，體溫將降低，導(dǎo)致代謝紊亂。(凍瘡:皮膚血管持久性收縮引起)第24頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三由于環(huán)境間溫度太高或其他環(huán)境原因?qū)е麦w內(nèi)產(chǎn)生的熱量不能及時散發(fā)時，體溫將升高，導(dǎo)致代謝紊亂。醫(yī)學(xué)上稱為中暑。拉瓜棗紅馬中暑暴斃北京街頭 第25頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三對稱性和對稱性的缺

11、失對稱性 對稱性表示了一種信息的壓縮，從對象的局部信息可以完全推知整體的情況，而不產(chǎn)生任何信息的丟失。 建筑中的對稱性。 從功能的角度來看，對稱性的建筑通常具有較高的穩(wěn)定性，建造的時候也更容易實現(xiàn)。 第26頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三結(jié)構(gòu)化學(xué)中的反對稱性 反對稱性就是幾何形狀對稱，波函數(shù)的符號相反。 鍵相對于中間的對稱面，上下部分分別是正號負(fù)號。 不是一面成鍵一面反鍵。 成鍵和反鍵是兩個不同的軌道，是根據(jù)能量高低來區(qū)分的。 反對稱性是一個軌道的兩個幾何上一樣的部分，波函數(shù)值的符號（或者說是相位），也就是電子波的振動強(qiáng)度相反。 1第27頁，共59頁，2022年，5月

12、20日，11點28分，星期三印度泰姬陵中國天壇第28頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三德國科隆大教堂故宮布局第29頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三常見物的對稱第30頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三物質(zhì)結(jié)構(gòu)的對稱金剛石和石墨第31頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三金剛石內(nèi)部結(jié)構(gòu)第32頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三硫酸銅晶體巨大的晶洞第33頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三鏡像對稱第34頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三文學(xué)

13、藝術(shù)的鏡像對稱第35頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三第36頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三對稱的缺失 塞尚 靜物籃子大衛(wèi) 米開朗基羅第37頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三楊振寧李政道與宇稱不守恒第38頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三DNA分子模型第39頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三變化模式周期性事物在運動變化的發(fā)展過程中某些事物多次重復(fù)出現(xiàn),其連續(xù)兩次重復(fù)出現(xiàn)的時間叫做周期.事物發(fā)展過程中某些特征重復(fù)出現(xiàn)其連續(xù)兩次之間的時間；也指事物進(jìn)程中其重復(fù)出現(xiàn)的一次現(xiàn)象從頭

14、至尾經(jīng)歷一遍所需要的時間 。第40頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三元素周期表與元素周期率門捷列夫第41頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三第42頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三Emil Zmaczynski的設(shè)計：金字塔式第43頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三Thoedor Benfey 的設(shè)計：螺旋型 第44頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三人的生命有周期性規(guī)律一天之中的魔鬼時刻 清晨69時 傍晚 黎明 一周之中的魔鬼時刻 星期一一月之中的魔鬼時刻 農(nóng)歷月中一年之中的魔

15、鬼時刻？第45頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三能量最低原理自然界一個普遍的規(guī)律，“能量越低越穩(wěn)定”。原子中的電子，優(yōu)先占據(jù)能量較低的原子軌道，使整個原子體系能量處于最低，這樣的狀態(tài)是原子的基態(tài)。 第46頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三變化總是存在，外部環(huán)境在變化。在復(fù)雜系統(tǒng)中無序更為普遍，有序只是少數(shù)時間所表現(xiàn)出來的狀況。對于每個人來說，對現(xiàn)實世界的認(rèn)識就更應(yīng)該從動態(tài)角度，而不是靜態(tài)的。第47頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三人是自然界的一員，我想也應(yīng)該適用于此原理。所以人才會通過各種方式發(fā)泄和排解自己的各種能量。這其

16、中包括喜怒哀樂等情緒以運動。不過釋放能量的方式還是要注意的，如小孩本身不能存儲過多的情緒，想哭就哭、想笑就笑，沒有太大的沖擊；而成人能夠容納很多的能量，所以感情更深沉豐富。但也有弊端，如果這些能量不能合理的排解，一旦沖垮理智的大壩，江河泛濫，后果不堪設(shè)想。我想在我們提升自身修養(yǎng)與胸懷的同時，一定要時刻注意心理能量的警戒線，及時合理宣泄自身的情緒。有容乃大，無欲則剛。 趨勢事物發(fā)展的動向第48頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三制冷劑 制冷劑又稱制冷工質(zhì)，在南方一些地區(qū)俗稱雪種。它是在制冷系統(tǒng)中不斷循環(huán)并通過其本身的狀態(tài)變化以實現(xiàn)制冷的工作物質(zhì)。制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)吸收被冷卻介

17、質(zhì)（水或空氣等）的熱量而汽化，在冷凝器中將熱量傳遞給周圍空氣或水而冷凝。第49頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三制冷劑概述 它的性質(zhì)直接關(guān)系到制冷裝置的制冷效果、經(jīng)濟(jì)性、安全性及運行管理，因而對制冷劑性質(zhì)要求的了解是不容忽視的。 第50頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三早期的制冷劑 1805年埃文斯（O.Evans)原創(chuàng)作地提出了在封閉循環(huán)中使用揮發(fā)性流體的思路，用以將水冷凍成冰。他描述了這種系統(tǒng)，在真空下將乙醚蒸發(fā)，并將蒸汽泵到水冷式換熱器，冷凝后再次使用。1834年帕金斯第一次開發(fā)了蒸汽壓縮制冷循環(huán)，并且獲得了專利。在他所設(shè)計的蒸汽壓縮制冷設(shè)

18、備中使用二乙醚（乙基醚）作為制冷劑。 第51頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三下表列出早期用過的制冷劑 年份雪種化學(xué)式19世紀(jì)30年代橡膠餾化物二乙醚（乙基醚）CH3-CH2-O-CH2-CH319世紀(jì)40年代甲基乙醚(R-E170)CH3-O-CH31850水/硫酸H2O/H2SO41856酒精CH3-CH2-OH1859氨/水NH3/H2O1866粗汽油二氧化碳（R744)CO219世紀(jì)60年代氨（R717）NH3甲基胺（R630）CH3(NH2)乙基胺（R631)CH3-CH2(NH21870甲基酸鹽(R611）HCOOCH31875二氧化硫R764)SO2187

19、8甲基氯化物，氯甲烷（R40)CH3CI19世紀(jì)70年代氯乙烷（R160)CH3-CH2CI1891硫酸與碳?xì)浠衔颒2SO4,C4H10,C5H12,(CH3）2CH-CH320世紀(jì)溴乙烷（R160B1)CH3-CH2Br1912四氯化碳CCI4水蒸氣(R718)H2O20世紀(jì)20年代異丁烷（R600a)（CH3)2CH-CH3丙烷（R290)CH3-CH2-CH31922二氯乙烷異構(gòu)體（R1130）CHCI=CHCI1923汽油HCs1925三氯乙烷（R1120)CHCI=CCI21926二氯甲烷（R30)CH2CI2早期的制冷劑，幾乎多數(shù)是可燃的或有毒的，或兩者兼而有之，而且有些還有很強(qiáng)

20、的腐蝕和不穩(wěn)定性，或有些壓力過高，經(jīng)常發(fā)生事故。 第52頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三對制冷劑性質(zhì)的要求 （1）具有優(yōu)良的熱力學(xué)特性，以便能在給定的溫度區(qū)域內(nèi)運行時有較高的循環(huán)效率。具體要求為：臨界溫度高于冷凝溫度、與冷凝溫度對應(yīng)的飽和壓力不要太高、標(biāo)準(zhǔn)沸點較低、流體比熱容小、絕熱指數(shù)低、單位容積制熱量較大等。 （2）具有優(yōu)良的熱物理性能 具體要求為：較高的傳熱系數(shù)、較低的粘度及較小的密度。 （3）具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性 要求工質(zhì)在高溫下具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，保證在最高工作溫度下工質(zhì)不發(fā)生分解。 （4）與潤滑油有良好互溶性 （5）安全性 工質(zhì)應(yīng)無毒、無刺激性、無燃燒性

21、及爆炸性。 （6）有良好的電氣絕緣性 （7）經(jīng)濟(jì)性 要求工質(zhì)低廉，易于獲得。 （8）環(huán)保性 要求工質(zhì)的臭氧消耗潛能值（ODP）與全球變暖潛能值（GWP）盡可能小，以減小對大氣臭氧層的破壞及引起全球氣候變暖。 第53頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三制冷劑的一般分類 根據(jù)制冷劑常溫下在冷凝器中冷凝時飽和壓力Pk和正常蒸發(fā)溫度T0的高低，一般分為三大類： .低壓高溫制冷劑冷凝壓力Pk/（絕對），T0 如11（CFCl3），其T023.7。這類制冷劑適用于空調(diào)系統(tǒng)的離心式制冷壓縮機(jī)中。通常時，Pk3.06 /。 .中壓中溫制冷劑冷凝壓力PkT0-60。 如717、12、22等

22、，這類制冷劑一般用于普通單級壓縮和雙級壓縮的活塞式制冷壓縮機(jī)中。 .高壓低溫制冷劑冷凝壓力Pk20 /（絕對），T070。 如13（CF3Cl）、14（CF4）、二氧化碳、乙烷、乙烯等，這類制冷劑適用于復(fù)迭式制冷裝置的低溫部分或以下的低溫裝置中。 目前使用的制冷劑已達(dá)7080種，并正在不斷發(fā)展增多。但用于食品工業(yè)和空調(diào)制冷的僅十多種。其中被廣泛采用的只有以下幾種： 第54頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三熵熵增加原理可表示為：一個孤立系統(tǒng)的熵永遠(yuǎn)不會減少。它表明隨著孤立系統(tǒng)由非平衡態(tài)趨于平衡態(tài)，其熵單調(diào)增大，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡態(tài)時，熵達(dá)到最大值。熵的變化和最大值確定了孤立系

23、統(tǒng)過程進(jìn)行的方向和限度，熵增加原理就是熱力學(xué)第二定律。 能量是物質(zhì)運動的一種量度，形式多樣，可以相互轉(zhuǎn)換。某種形式的能量如內(nèi)能越多表明可供轉(zhuǎn)換的潛力越大。熵原文的字意是轉(zhuǎn)變，描述內(nèi)能與其他形式能量自發(fā)轉(zhuǎn)換的方向和轉(zhuǎn)換完成的程度。隨著轉(zhuǎn)換的進(jìn)行，系統(tǒng)趨于平衡態(tài)，熵值越來越大，這表明雖然在此過程中能量總值不變，但可供利用或轉(zhuǎn)換的能量卻越來越少了 。 從微觀上說，熵是組成系統(tǒng)的大量微觀粒子無序度的量度，系統(tǒng)越無序、越混亂，熵就越大。熱力學(xué)過程不可逆性的微觀本質(zhì)和統(tǒng)計意義就是系統(tǒng)從有序趨于無序，從概率較小的狀態(tài)趨于概率較大的狀態(tài)。 產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因也很簡單，既自然界通向無序的方法遠(yuǎn)多于通向有序的方法

24、，打個比方，讓一群學(xué)生在操場上站好隊，需要一些手段，但要他們在操場上亂跑，就很簡單了。第55頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三負(fù)熵 熵函數(shù)：一個物質(zhì)系統(tǒng)中，熵函數(shù)就是能量與溫度的比值。 熵增（即正熵）：熵函數(shù)的正向變化量。 熵減（即負(fù)熵）：熵函數(shù)的負(fù)向變化量。 熵與負(fù)熵的定義 :第56頁，共59頁，2022年，5月20日，11點28分，星期三熵函數(shù)的來歷及統(tǒng)計學(xué)意義 熱力學(xué)第一定律就是能量守恒與轉(zhuǎn)換定律，但是它并未涉及能量轉(zhuǎn)換的過程能否自發(fā)地進(jìn)行以及可進(jìn)行到何種程度。熱力學(xué)第二定律就是判斷自發(fā)過程進(jìn)行的方向和限度的定律，它有不同的表述方法：熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到

25、高溫物體；熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化；不可能從單一熱源取出熱量使之全部轉(zhuǎn)化為功而不發(fā)生其他變化；第二類永動機(jī)是不可能造成的。熱力學(xué)第二定律是人類經(jīng)驗的總結(jié)，它不能從其他更普遍的定律推導(dǎo)出來，但是迄今為止沒有一個實驗事實與之相違背，它是基本的自然法則之一。 負(fù)熵由于一切熱力學(xué)變化（包括相變化和化學(xué)變化）的方向和限度都可歸結(jié)為熱和功之間的相互轉(zhuǎn)化及其轉(zhuǎn)化限度的問題，那么就一定能找到一個普遍的熱力學(xué)函數(shù)來判別自發(fā)過程的方向和限度?？梢栽O(shè)想，這種函數(shù)是一種狀態(tài)函數(shù)，又是一個判別性函數(shù)（有符號差異），它能定量說明自發(fā)過程的趨勢大小，這種狀態(tài)函數(shù)就是熵函數(shù)。 第57頁，共59頁，20

26、22年，5月20日，11點28分，星期三如果把任意的可逆循環(huán)分割成許多小的卡諾循環(huán)，可得出 (i/i)r (1) 即任意的可逆循環(huán)過程的熱溫商之和為零。其中，i為任意無限小可逆循環(huán)中系統(tǒng)與環(huán)境的熱交換量；i為任意無限小可逆循環(huán)中系統(tǒng)的溫度。上式也可寫成? ? (r/) (2) 克勞修斯總結(jié)了這一規(guī)律，稱這個狀態(tài)函數(shù)為“熵”，用來表示，即 r/ (3) 對于不可逆過程，則可得? r/ (4) 或 r/ (5) 這就是克勞修斯不等式，表明了一個隔離系統(tǒng)在經(jīng)歷了一個微小不可逆變化后，系統(tǒng)的熵變大于過程中的熱溫商。對于任一過程（包括可逆與不可逆過程），則有? / (6) 式中：不等號適用于不可逆過程，等號適用于可逆過程。由于不可逆過程是所有自發(fā)過程之共同特征，而可逆過程的每一步微小變化，都無限接近于平衡狀態(tài)，因此這一平衡狀態(tài)正是不可逆過程所能達(dá)到的限度。因此，上式也可作為判斷這一過程自發(fā)與否的判