热力学统计物理 汪志成 西北工业大学 课件.ppt

热力学· 统计物理 （3）二者联系： 热力学对热现象给出普遍而可靠的结果，可以用来验证微观理论的正确性； 统计物理学则可以深入热现象的本质，使热力学的理论获得更深刻的意义。 2. 温度函数引入证明如下： 由热力学第零定律知， 热平衡状态 得： 四、温标 温度的数值表示叫温标。 摄氏温标：温度t（ ）。 华氏温标：温度 。 理想气体温标：温度T(K) T=t+273.15 ； tF=32+ 压强系数 ： 体积不变下，温度升高1K所引起的物体压强变化相对变化。 等温压缩系数 ： 温度不变时，增加单位压强所引起的物体体积相对变化。 由 得： 四、固体的物态方程 1、简单固体物态方程 简单固体(即各向同性的无缺陷的固体) 2、顺磁性固体物态方程 磁化强度M与磁场强度H之间满足 (C为居里常数) 3、晶体的物态方程 冷压强, 为格林乃森参量, 为平均热振动能. ⒉液体表面薄膜 设表面张力系数 ，液面面积A变化 时，外界对系统作功 ⒊电介质极化作功 当在电场强度为 （V·m-1）作用下，电介质电矩P=Vp发生变化dP时，外场使介质极化作功 §1.5 热力学第一定律 一、热力学第一定律提出的实验根据 实验根据是焦耳热功当量实验（见书P25图1.9和图1.10） 无论经历何种过程，使水温升高同样的温度，做的功一样多。表明：绝热过程中外界对系统做功与方式（或过程）无关。 二、内能的定义 宏观定义：内能U是一个态函数（状态量），它满足： 微观定义（P27第7行）：内能是系统中无规则运动分子动能、分子相互作用势能，分子内部运动能量等）能量总和的统计平均值。 三、热量的定义 对非绝热过程， （外界对系统作功） 则两者的差叫系统从界吸收的热量，即 四、热力学第一定律 1.文字叙述和数学表示： 外界对系统作功与系统从外界吸收热量之和等于系统内能的增加，即 或写为 即吸收的热量等于内能的增加与系统对外作功之和。 几种情况的热力学第一定律 ①孤立系统： 常数，或 ②绝热系统： ③以 、为参量的体系（如液、气体） ④绝热气体系统 一、热容量的定义  一定量的物质，温度升高1K所吸收的热量。 定义 为系统的焓 性质：广延量，单位焦耳（J） 即等压过程中系统吸收的热量等于系统焓的增加。 对于理想气体: 声速: 已知热机效率为 ，Q1、Q2为在高、低温热源交换的热量，对于可逆机 与工质特性无关 二、熵增加原理 ⒈文字叙述 对绝热系统， ，由以上两式得到 ≥0 ，或 ≥0 ⒉熵增加原理的适用范围 ①孤立绝热系统； ②有限时间和有限空间且是由大量微观粒子组成的宏观系统，不能推广到宇宙。 §1.18自由能和吉布斯函数 ⒈自由能的定义：F=U—TS ⒉自由能的性质 状态函数，单位焦耳（J）。可加量（广延量） 第一章内容总结 一、热力学第一、第二定律 1、文字叙述及数学表示 2、实验根据 3、运用范围、重要性。 二、理想气体的性质 1、宏观和微观定义2、性质 ①状态方程 ② U=U（T） ③ 热容及热容差 ④ 过程方程 ⑤ 热力学态函数，H、S 、 F 、 G。 ⑥ P-V 、 T-S（温－熵图） 三、基本概念 热力学平衡态，状态参量。 准静态过程，可逆过程。 物态方程，卡诺循环过程。 四、基本方法 1、理想气体状态的应用 2、用第二定律判断过程方向及 3、