统计热力学课件第二章PPT.ppt

例： §2.5 特性函数 1、自由能 熵： 物态方程： 吉布斯-亥姆霍兹方程 2、吉布斯函数 * * 第二章 均匀物质的热力学性质 根据热力学基本规律，利用数学方法（多元函数微积分），求得热力学量之间关系，及各种过程的规律。 §2.1 内能、焓、自由能和吉布斯函数的全微分 一、数学定义 二、热力学函数U, H, F, G 的全微分 焓 1、内能 3、自由能 吉布斯函数 焓 自由能 吉布斯函数 麦氏关系记忆方法 1. 能态方程 第一式给出了温度不变时, 系统内能随体积的变化率与物态方程的关系，称为能态方程。 第二式是定容热容量。 这正是焦耳定律。 (1) 对于理想气体, pV = nRT，显然有： 讨论： 二、 麦氏关系的简单应用 (2) 对于范氏气体（1 mol）， 实际气体的内能不仅与温度有关，而且与体积有关。 (3) 由实验测定， 即可确定。 二. 焓态方程 第一式给出了温度不变时, 系统焓随压强的变化率与物态方程的关系，称为焓态方程。 第二式是定压热容量。 由实验测定， 即可确定。 三、 简单系统的 Cp – CV =？ 利用麦氏关系可得 由于熵可写成 S ( T, p ) = S ( T, V( T, p ) )，并利用复合函数求微商的法则，可得： 所以 由物态方程决定。 （1） （2） （3） 附录：几个重要的数学关系式 给定四个态变量x、y、z 和 w，且 f (x, y, z) = 0，w 是变量x, y, z 中任意两个的函数，则有 平衡稳定性要求：以上四量皆为正。 §2.3 气体节流和绝热膨胀 1、节流 2、过程方程(绝热) 气体节流过程是一个不可逆的等焓过程，节流过程后压强降低。 3、焦汤系数 定义： 焓不变的条件下气体温度随压强的变化率称为焦汤系数。 实际气体的等焓线 反转曲线 理想气体节流前后温度不变。 理想气体： 温度愈低，制冷效果愈好，但气体必须预冷。 实际气体： 4、绝热膨胀 1934年 卡皮查 氦的液化 1K以下 绝热膨胀+节流液化+降低蒸气压 例： 气体绝热自由膨胀后的温度变化 气体自由膨胀后内能不变。 理想气体 自由膨胀后温度不变。 范氏气体 自由膨胀后温度降低。 §2.4 基本热力学函数的确定 熵也是态函数： 例： *