热力学与统计物理
热力学与统计学的研究任务:研究热运动的规律,研究与热运动有关的物质及宏观物质系统的演化。热力学的局限性:不考虑物质的微观结构,把物质看作连续体,用连续函数表达物质的性质,不能解释涨落现象。
热力学部分
第一章热力学的基本规律1、热力学与统计物理学所研究的对象:由大量微观粒子组成的宏观物质系统
其中所要研究的系统可分为三类孤立系:与其他物体既没有物质交换也没有能量交换的系统;闭系:与外界有能量交换但没有物质交换的系统;开系:与外界既有能量交换又有物质交换的系统。2、弛豫时间:系统由初始状态达到平衡态所经历的时间(时间长短由趋向平衡的性质决定),取最长的弛豫时间为系统的弛豫时间3、热力学平衡态:一个系统不论其初始状态如何复杂,经过足够长的时间后,将会达到这样的状态,即系统的各种宏观性质在长时间内不发生任何变化。4、准静态过程:进行得非常缓慢的过程,系统在过程中经历的每一个状态都可以看成平衡态5、热力学系统平衡状态的四种参量:几何参量、力学参量、化学参量和电磁参量6、简单系统:只要体积和压强两个状态参量就可以确定的系统7、单相系(均匀系):如果一个系统各个部分的性质完全一样,则该系统称为单相系;复相系:如果整个系统是不均匀的,但可以分成若干个均匀的部分,称为复相系8、热平衡定律:如果物体A和物体B各自与处于同一状态的物体C达到热平衡,若令A与B进行热接触,它们也将处于热平衡状态。(得出温度的概念,比较温度的方法)9、物态方程:给出温度与状态函数之间参数的方程10、理想气体:符合玻意耳定律、阿氏定律和理想气体温标的气体
11、焦耳定律:气体的内能只是温度的函数,与体积无关,即UUT
12、玻意耳定律:对于固定质量的气体,在温度不变时,压强和体积的乘积为常数13、阿氏定律:在相同的温度压强下,相同体积所含的各种气体的物质的量相同14、范德瓦尔斯方程:考虑了气体分子之间的相互作用力(排斥力和吸引力)对理想气体状态方程作了修正之后的实际气体的物态方程15、广延量:热力学量与系统的
、m成正比
强度量:热力学量与
、m无关(广延量除以
、m、V变成强度量)16、能量守恒定律:自然界中一切物质都具有能量,能量有各种不同的形式,可以从一种形式转化为另一种;从一个物体传递到另一个物体,在传递和转化中能量的数量不变。(第一类永动机是不可能造成的)
热力学表达式:UBUAWQ;微分形式:dUdQdW
17、内能r