一、熱力學發展史第一個階段：17世紀末到19世紀中葉第二個階段：19世紀中到19世紀70年代末第三個階段：19世紀70年末到20世紀初第四個階段：20世紀30年代到今二、溫標攝氏溫標、華氏溫標、凱氏溫標之關係熱平衡與絕對零度三、熱膨脹線膨脹和體膨脹係數的關係四、熱的傳播方式傳導(conduction)3.高低溫差越大，熱傳導也越快速。4.影響熱傳導之因素有：物質本性(熱導係數)、傳導物體之截面積、傳導之距離、傳導物體兩端之溫差、傳導的時間。5.根據物質對熱的傳導能力不同，可將物質分為「熱良導體」與「熱不良導體(熱絕緣體)」兩種。熱良導體：所有的金屬都是熱的良導體。因為金屬內有許多自由移動的電子，這些電子受熱時，速度變得很快，因此金屬就經由電子傳遞能量，故導熱能力遠優於非金屬物質。其中以銀的傳導性最佳。熱不良導體：大部分的液體、所有的氣體、石棉、保利龍、塑膠、木頭、玻璃等。6.氣體的熱傳導能力很低，可說是很好的熱絕緣體。用棉花、羊毛等製成的衣物或被蓋，較其它的織品保暖，是因為它們的纖維間可以容納較多量的空氣，使得熱量不易從身體傳導到外界。有些西式房子在屋頂加蓋閣樓，閣樓裡的空氣使得熱不易傳入也不易傳出，故閣樓下的房子可保持冬暖夏涼。冰箱外殼中，有一層以發泡物質為主的絕熱材料，其原理也是利用泡孔內容納的氣體，提供了良好的絕熱效果。7.太空梭梭體表面黏貼的特殊隔熱磚，熱傳導能力非常低，是一種極佳的熱絕緣材料。當太空梭進出大氣層時，因與空氣摩擦產生高溫，隔熱磚的絕熱作用可保護太空梭不致因高溫而受損。對流(convention)3.自然界的對流現象：大型鳥類通常要靠上升的熱氣流來滑翔飛行，以節省體力，使自己能久留高空，伺機補捉獵物。海風與陸風：A.海風：白天在太陽照射下，陸地吸熱快(因比熱較小)，陸地上的溫度高於海上的溫度，接近陸地上的熱空氣上升，使得海面上的冷空氣流向陸地，形成海風。B.陸風：晚上因陸地散熱快，造成海面上的空氣溫度比陸地上高，因此陸地上的冷空氣吹向海洋，形成陸風。4.強迫對流：透過外力的驅動，使液體或氣體流動，而達到熱傳導的效果，稱為強迫對流。汽車引擎或大型中央空調系統產生的熱，大多用水來冷卻，受熱後的水由馬達送至散熱器將熱排出，冷卻後的水被迫循環流回。冷氣機內部的風扇裝置，強迫與外界的空氣對流，造成冷房的效果。輻射(radiation)物體表面在單位時間內所輻射出的熱能，和其表面溫度及面積有關。溫度越高、表面積越大，則所輻射出的熱能也越多。當物體在單位時間內所輻射出的熱能與吸收的熱能相等時，物體的溫度就不會改變，即物體與外界達到熱平衡。3.物體表面的輻射除了與溫度有關外，也和其表面的性質有關。深色的物體比較容易吸收及發出熱輻射。表面粗糙的物體比較容易吸收及發出熱輻射。4.應用：冰箱後面的散熱器都是黑色的，目的就是使熱輻射的效果更佳。太空人的太空衣和救火用的隔熱衣，表面都很光亮，可減少熱的吸收和輻射。儲油槽、輸油管的表面都漆成銀白色，目的在減少輻射的吸收，以免油槽溫度過高而發生危險。不鏽鋼熱水壺，其內表面均磨得十分光亮，目的在於減少輻射以保持熱水的溫度。五、熱力學定律2.熱力學第一定律(TheFirstLawofThermodynamics)能量在轉移過程中不會無緣無故的增加或消失，只是以不同的形式存在，當有熱能（ΔQ）由於溫差的原因，由外界傳入一物體，通常會有溫度升高（粒子平均動能增加）且體積膨脹（對外界做功ΔW）的情形。我們把物體內所有粒子的總機械能稱為該物體的內能（ΔU），則由能量守恒可得：ΔQ=ΔU+ΔW即系統吸收的熱能＝系統內能增加量＋系統對外做功值此即熱力學第一定律。ΔQ若是負值表示系統放出熱能；ΔW若是負值表示系統被做功；ΔU若是負值表示系統內能減少。3.熱力學第二定律(TheSecondLawofthermodynamics)在自然界的過程，熱能只會從較高溫處，往較低溫處傳遞。卡諾循環:結構最簡單的熱機至少有一個高溫熱源和一個低溫熱源，因此這個熱機必然是由兩個等溫過程（當工質與兩個熱源分別接觸時）和兩個絕熱過程（當工質與熱源脫離時）所組成的一個循環，這就是所謂“卡諾熱機”，這種熱機的循環可以順序進行，也可以逆序進行。當嚴格地按照相反的順序實現了原過程中的各項操作之後，系統和外界都恢復原狀，這樣的理想循環是可逆的，此即“卡諾循環”。法國工程師卡諾於1824年提出的基本熱力學循環,用以解釋蒸汽機的工作原理.卡諾循環包括四個階段:(1)等溫膨脹:負荷活塞在住滿理想氣體的汽缸內運動,連續量測氣體的壓力,溫度和體積.在恆定溫度下加熱,使氣體膨脹,氣壓降低,活塞抬升.(2)絕熱膨脹:停止加熱,但繼續膨脹,抬升活塞的同時,溫度和壓力都下降.(3)等溫壓縮