热导率和电导率.ppt

平衡态与非平衡态 平衡态指的是在外界环境条件不改变时，热力学系统的状态不随时间而改变的这么一种状态。一般体系处于平衡时，应该满足热平衡（温度不变）、力平衡（压力不变）、相平衡（没有相变）、化学平衡（化学反应停止）这么几个条件。平衡态热力学中最重要的是能量，如Gibbs自由能或Helmhotz自由能是衡量是否平衡稳定的判据。 非平衡态指的是至少有一种强度性质在体系内部处处不相同，还会随着时间改变的一种状态。非平衡态热力学中最重要的却是熵，如线性区的最小熵生成原理，是衡量是否非平衡稳定的判据。 非平衡热力学有一个很重要的假设——局域平衡假设，但其有效范围是偏离平衡不远的系统。非平衡热力学主要围绕“熵产生”（不可逆过程产生的熵）这一主题来说话。当系统中存在温度差、浓度差、电势差等推动力时, 都会发生不可逆过程而引入熵产生. 这些推动力被称为广义推动力(generalized force), 而在广义推动力下产生的通量, 称为广义通量(generalized flux). 根据这两个物理量可以将热力学分为三个部分： （1）平衡态热力学：推动力和通量都为0，也即没有熵产生。（2）线性非平衡态热力学：推动力是通量的线性函数。（3）非线性非平衡态热力学：推动力是通量的非线性复杂函数。  思考题 1 为什么热导和电导现象不能用平衡态热力学来描述。 * 晶 体 物 理 性 质 魏晓勇， wdy@， 李 飞，lifei1216@， 靳 立，ljin@， QQ晶体物理群号：249697899 热导率和电导率 热导率 – 热流 / 单位温度梯度 热阻率 – 温度梯度 / 单位热流 电导率 – 电流 / 单位电位梯度 电阻率 – 电位梯度 / 单位电流 电导率和电阻率张量关系和热导以及热阻率的关系类似 热电性 温度梯度 - 电流（电势差） 热偶、温差发电 电势梯度 - 热流 半导体制冷 热电材料主要为II-VI化合物半导体，包括Se、Te、S化物等 *