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复旦大学物理-热学
热力学
热力学·统计物理 汪志诚
统计物理学 苏汝铿
物理化学 范康年
热
宏观 热
微观 分子运动
温度 微观 分子运动的动能
热力学系统
孤立系统:无能量、无物质交换
封闭系统:有能量、无物质交换
绝热系统:有能量、无物质交换
无热交换,有力学作用
开放系统:有能量、有物质交换
平衡态
一个孤立热力学系统,经过一段时间后,
总会自发趋向于平衡态。
可以定义 压强、体积、温度… 状态参量
P V T
非平衡态:随空间、时间变化
热力学第零定律
如果物体A和物体B分别与第三个物体C处
于热平衡,那么A和B也处于热平衡。
C C C
A B A B A B
意义:每一个处在平衡态的物体都有一个
称为温度的性质,当两个物体处于热平衡时,
它们温度相同。
C :温度计
可以对处于热平衡的物体定义温度。 长度
温标
绝对
冰点 沸点
零度
热力学温标 T (K) 0 273.15 373.15
摄氏温标 t (ºC) -273.15 0 100
华氏温标 tF (ºF) 32 212
o
T (K) t( C) + 273.15
状态方程
描述平衡态状态参量之间函数关系的方程
在热力学中,由实验给出
一些简单的状态方程,可由统计力学理论导出
f (P , V,T) 0
有用的数学定理:
⎛ ∂P ⎞ ⎛ ∂ V ⎞ ⎛ ∂T ⎞
⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ − 1
⎝ ∂V ⎠ T ⎝ ∂T ⎠ P ⎝ ∂P ⎠ V
附:证明
f (P , V,T) 0
全微分 同理
∂ ∂ ∂ ∂ V ∂f / ∂T
f f f ⎛ ⎞
df dP + dT + d V 0 ⎜ ⎟ −
∂P ∂T ∂ V ⎝ ∂T ⎠ P ∂f / ∂ V
当T不变时 ⎛ ∂T ⎞ ∂f / ∂P
⎜ ⎟ −
⎝ ∂P ⎠
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