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热力学与统计物理学 专业：电子科学与技术 授课学时：　54 学分：　3 教学用书 《热力学与统计物理学》汪志诚　高等教育出版社 基本要求 考试与平时：　7：3 本课程相关的基础内容 概率论 普通物理学中的热学 分子运动论 原子物理学 量子力学 主要讲课内容 热力学 第一章 热力学的基本规律 (1~18) 第二章 均匀物质的热力学性质(1~5) 第三章 单元系的相变 (1~3) 统计物理学 第六章近独立粒子的最概然分布(1~8) 第七章 玻耳兹曼统计(1~6) 第八章玻色统计和费米统计(1,2,4) Introduction 导言 The PURPOSES of Thermodynamics and Statistical physics (TS) are concerned with the processes occurring in macroscopic systems, i.e. a system with an large number of micro-particles (atoms, molecules, ions, electrons … ) 。 热力学与统计物理学和目的是：研究宏观系统发生的过程，该系统包含了大量的微观粒子。 热力学与统计物理学和任务是：研究热运动的规律及热运动对物质宏观性质的影响。 它们分别从宏观和微观两个方面研究了宏观系统的状态。 什么是热力学？什么是统计物理学呢？先看两个例子： 例1 关于热的“争论” 古希腊时代，有两种对立的学说 1. 热素(质)说： 热是无重量的流体，可透入一切物体中，不生不灭；热物体热质多，冷物体少，冷热物体接触时，热持从热到冷，从而可以解释很多自然现象。(如燃烧、热传递等)但后来人们发现它解释不了的现象是： 例2 玻璃瓶中装无色透明的水，加入“红色墨滴”后，由于分子的扩散运动，水变成了均匀的红色。 统计物理学主要研究气体分子(理想气体分子)的统计规律。 Using the laws governing the behavior of the particles of a particular system to establish the laws governing the behavior of macroscopic quantities of substance.(物质) 研究的内容均与具体物质无关。热力学是热运动的“宏观”的理论。 统计物理学是热运动的“微观”理论。 第一章 热力学的基本规律 General Laws of thermodynamics §1.1热力学系统的平衡状态及其描述 平衡态与平衡过程Equilibrium States and Equilibrium Processes 平衡态：系统的状态参量（宏观性质）在长时间内不发生任何变化的状态。 状态参量： P(pressure压强), V(Volume),T(Temperature)等 名称 The system will finally approach a state in which all the external parameters remain constant. Such state is called equilibrium state If the system has gradients(梯度) of macroscopic parameters (P,V,T), such a state is referred to as a non-equilibrium state The process from a non-equilibrium state to a equilibrium state is called relaxation (弛豫) Relaxation 结　论 准静态过程 非平衡过程是由连续不断的无穷小间隔的平衡态构成。这种用平衡态描述非平衡过程的方法被称之为： 　准 静 态 quasi-state Thermodynamic Units 热力学单位 牛(N) =kg m s-2 压强：帕斯卡Pa (N m-2) 1大气压强 (pn)= 101325 Pa 能量： 焦耳(J) 1J = 1N m 　　　　(见教材) § 1.2. 热平衡定律和温度 The temperature principle, Temperature. 恒温热源(Thermostat): 　 　恒温热源的温度不变，与其接触的物体时，该物体瞬时达到恒温热源的温度. （ the