热力学与统计1物理知识点
第一章热力学的基本规律
1热力学的平衡状态
⑴热力学的研究对象是由大量微观粒子组成的有限宏观系统与系统发生相互作用的其他物体称
为外界
按照系统与外界的相互作用状态，可将系统分为以下三种：
①孤立系：与外界既不发生质量交换，也不发生能量交换的系统；
②闭系：可与外界发生能量交换，而不发生质量交换的系统；
③开系：可与外界发生能量、质量交换的系统
⑵热力学平衡态：当一个孤立系经过足够长的时间，将会达到这样一种状态，在这种状态下，系
统的各种宏观性质在长时间内部发生变化，称之为热力学平衡态
⑶状态参量：在热力学平衡态下，系统的各种宏观性质不再变化而拥有固定值，用这些固定值就
可以确定系统的宏观状态
一般情况下，描述一个系统的状态参量有：热学参量（温度T）、几何参量（体积V）、力学参量（压强p）和电磁参量（D、H）
2物态方程⑴描述系统的状态参量之间关系的方程称为物态方程，以简单的固液气系统为例，其物态方程可表示为：
fpVT0
另外，定义几个与物态方程有关的物理量：
①等压膨胀系数：1V；VTp
②等容压力系数：1p；pTV
③等温压缩系数：k

1V

Vp
T

根据物态方程，可得关系式：

Vp
T

pT
V

TV
p

1
故可得三个系数之间的关系为：kp
⑵气体的物态方程
①理想气体状态方程：pVNkBT
②实际气体的范德瓦尔斯方程：

p

a
2V2
V


b


RT
，
其中
a
2V2
为压强修正项，
b是体积修正项。
⑶简单固体与液体的物态方程
对于简单固体和液体，可通过实验测得体胀系数和等温压缩系数k，它们的特点如下：
①固体和液体的膨胀系数是温度的函数，与压强近似无关。
②和k的数值都很小，在一定的温度范围内可以近似看成常量。
由此可得，物态方程为：
VTpV0T0p01TT0kpp0。
1
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⑷顺磁性固体
将顺磁性固体置于磁场中，顺磁性固体会被磁化。磁化强度M，磁场强度H与温度T的关系：
fMHT0。
①实验测得一些顺磁性固体的磁物态方程为：MCH；T
②另一些顺磁性固体的磁物态方程为：MCH，T
其中，C和是常量，其数值因不同的物质而异。
3功
⑴气体准静态过程的体积功：WpdV。
⑵液体表面张力做功：WdA，为单位长度的表面张力。
⑶电介质准静态过程中电位移改变dD时外界所作的功为：WVEdD。
磁介质准静态过程中磁感应强度改变dB时外界所作的功：WVHdB。
4热力学第一定律
若系统经历r