与气体分子动理论类似,热力学也关注气体分析。不过,气体分子动理论以微观方法研究气体过程,而热力学则采用宏观方法。这意味着热力学不考虑分子层面的过程,而是将气体视为一个整体,并对气体过程进行现象学观察。通过观察气体过程来确定基本参数。

什么是热力学?

热力学是一门研究热量和其他形式的能量(机械能、化学能、电能)相互转化的科学。众所周知,热量来自于机械功。

我们知道,做功会将机械能转化为热能。众所周知,热量也可以转化为机械功—例如,加热后的水会蒸发,蒸汽可以引发涡轮机做机械功。这种热能转换并不简单,而且永远不会完成。

解决将功转化为热量或将热量转化为机械功的关系,导致热力学成为一门科学。

热力学是从实验中获得的发现发展而来,并以实验确定的定律(即热力学定律)为基础。

我们注意到:第一个平衡公设指出,每个自然体系统都在努力寻求一种平衡状态,当它达到平衡状态时,系统就不再能够自行改变。

第二个平衡公设告诉我们,如果热平衡中的两个物体中的一个与第三个物体处于平衡状态,那么第三个物体也与剩下的物体处于平衡状态。平衡的第二公设也被称为热力学的无效定律。T

热力学第一定律是一般自然规律在热现象中的延伸。这就是能量守恒和转换定律。热力学第二定律指出了在我们周围的自然界中发生的过程,并表达了这些过程的特殊性。热力学第三定律可以唯一确定状态的重要热力学大小—熵。

什么是动力学?

动力学是理论力学的一部分,研究物体的运动和导致这种运动的力。动力学是力学的一部分,研究物体的位置和描述其运动的物质点(粒子),而不分析运动的原因。要描述单个运动,还必须选择适当的坐标系,在此基础上进行运动描述。坐标系有一维(线性)、二维(平面)和三维(空间)之分。动力学是力学的一部分,分析刚体/质点在力作用下的运动,用不同的定律和关系描述力的作用。动力学所解决的问题可分为两个基本问题:

如果已知点的运动情况,有多少力作用于该点?这个问题的解决直接源于牛顿定律 II,即如果已知一个度量点的运动规律,则应确定产生这种运动的力。
如果已知作用在点上的力是,那么点的运动情况如何?这项任务可以通过运动微分方程积分来解决,即如果已知作用在度量点上的力,则通过运动微分方程积分来确定点的运动。在该技术中,我们主要解决第二个问题,这也被称为动力学的基本任务(动力学)。
动力学的任务是设定运动微分方程并对其进行积分。点材料运动微分方程是由动力学基本定律—牛顿定律二导出的。

热力学与动力学的区别

定义
热力学是一门研究热能和其他形式的能量(机械能、化学能、电能)相互联系所产生的现象的科学。动力学是理论力学的一部分,研究在力的作用下运动物体的运动规律。动力学研究人体运动与信息和通信技术衍生样本(即强度和动量)之间的关系。

范围
热力学关注的是过程(反应)能否发生,而动力学分析的是过程的速度(速率)。

适用性
热力学适用于稳定平衡系统,而动力学则适用于过渡系统。

参数
热力学显示是否存在足够的力来诱导转化。动力学则显示如何克服能量障碍以完成转化。

热力学与动力学的对比总结

  • 热力学是一门研究热和热过程的科学。它建立在人类对具有普通尺寸、中等密度、中等温度的宏观物体所获得的经验之上。它是物理学的一个分支,研究能量、能量在不同形式(如热量)之间的转换以及做功的能力。热力学研究具有极高自由度的宏观系统。
  • 动力学是动力学的一部分,研究力对人体运动的影响。它包括直线运动、圆周运动和沿曲线运动(如抛物线运动)。动力学的原理是牛顿运动定律和达朗贝尔动力学平衡原理,或与相对论(在高速、大质量区域)一致的相同定律。

热力学和动力学的区别

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