GL.热统-Ch.1+2-0,1.U,S,H,热力学基本方程,热容等等GL.热统-Ch.1+2-0,1.U,S,H,热力学基本方程,热容等等.pdf

GL.热统物理学-Ch.12 Ch.1+2. 均匀系统热力学函数、热力学性质 §1+2.0. 回顾内能U、熵S、焓H ；热力学基本方程、热容 §1 +2.1. 自由能F、吉布斯(Gibbs)函数G §1 +2.2. 麦克斯韦关系 §1+2.3. 基本热力学函数 §1+2.4. 特性函数 §1+2.5. 辐射场的热力学描述* §1+2.6. 磁介质的热力学描述* GL.热力学统计物理-Ch.1 1 GL.热统物理学-Ch.12 1+2 0. U、 S、 H ; 、 § . 回顾内能 熵 焓 热力学基本方程 热容 1. 内能U •简单系在平衡态时的内能可写为: U=U(p , T ) ; U=U(p , V ) ; U=U(T, V ) •理想气体系统在平衡态时的内能为 U=U(T ) • 内能为态函数,系统过程的内能增量与过程无关 2. 熵S (Entropy) • 熵是对宏观系统内大量微粒子热运动无序程度的量度 • 熵为态函数,系统过程的熵增量与过程无关 • 波尔兹曼关系式S= k lnΩ (Ω为系统在某宏观态的热力学概率, 即为系统在该宏观态所具有的系统微观态数) GL.热力学统计物理-Ch.12 2 GL.热统物理学-Ch.12 •熵增原理: 孤立系统自发过程总是向熵增大的方向进行 (或曰:孤立系统的熵永不减少) 由克劳修斯(Clausius.R)不等式dS  đQ/ T (式中, 等号对应可逆过程;不等号对应不可逆过程) 可见,孤立系必有đQ=0、自发过程必是不可逆过程,则有 dS đQ/ T=0, 即: dS 0 —— 熵永不减少 •熵的计算 (1)知系统某宏观态的热力学概率Ω, 则该态的熵为S= k lnΩ (2)知系统的初、末态,任取一个简单的准静态可逆过程,则有 II đQ 该系统历经该过程的熵变为 S S  S = II I I T GL.热力学统计物理-Ch.12 3 GL.热统物理学-Ch.12 3. 焓H • 焓的定义式 H = U +pV •焓为态函数,系统过程的焓增量与过程无关 •对于定压过程,应用焓去处理较为简便 例如:简单的气体系统,历经准静态定压过程,则有 dp  0: dH =dU + pdV dU  đW đQ + đW  đW dH đQ p p 4. 热力学基本方程 •对于物态方程为f (p , V,T)=0 的简单系,其热力学基本方程为 dU=T dS  p d V (熟记会用) 推导: 此类简单系准静态过程之功为đW