热力学·统计物理.pdf

热力学热力学··统计物理统计物理 99 导言导言导言导言 热运动热运动  大量微观粒子的无规则运动称为物体的热运动  研究对象：由大量做无规则运动的微观粒子构成的宏观物体。  任务：热运动的规律性；热运动对宏观性质的影响——决定 热现象（物性和物态）。 研究方法 1. 宏观唯象理论——热力学 2. 微观本质理论——统计物理 热力学热力学  以可测以可测宏观物理量宏观物理量描述系统状态描述系统状态； 气体：压强、体积和温度  实验现象 归纳 热力学基本定律 演绎 宏观物性，   结论可靠普适；  结合实验才能得到具体物性；  物质看成连续体系，不能解释宏观物理量涨落。 统计物理统计物理  从微观结构出发从微观结构出发，深入热运动本质深入热运动本质，认为宏观物性是认为宏观物性是 大量微观粒子运动性质的集体表现； 微观粒子力学量微观粒子力学量 统计平均 宏观物理量宏观物理量   热力学基本定律归结为热力学基本定律归结为一条基本统计原理条基本统计原理，，阐明其阐明其 统计意义，可解释涨落；  借助微观模型，近似导出具体物性。 宏观理论 微观理论 （热力学） （统计物统计物理学学） 研究对象 热现象 热现象 物物 理理 量量 宏观量宏观量 微观量微观量 出 发 点 观察和实验 微观粒子 方 法 总结归纳 统计平均方法 逻辑推理 力学规律 优优 点点 普遍普遍，可靠可靠 揭露本质揭露本质 缺 点 不深刻 无法自我验证 二者关系 热力学验证统计物理学， 统计物理学揭示热力学本质 第一章 热力学的基本规律 主要介绍热力学的基本规律以及常见的主要介绍热力学的基本规律以及常见的 基本热力学函数。本章的大多数内容在 普通物理的《热学》课程中已经较详细 学习过学习过，在此作在此作一个归纳个归纳。 §1.1 热力学系统的平衡状态及其描述 1.1. 系统与外界系统与外界 热力学系统 由大数微观粒子组成的宏观物质系统 外界 与系统发生相互作用的其他物质 系统 孤立 封闭 开放 物质交换 无 无 有 能量交换 无 有 有 22. 平衡态及其描述平衡态及其描述 平衡态 如果没有外界影响，系统的各宏观参量不随时间变化。 孤立系经过足够长时间（弛豫时间）后必定自发到达的 状态。 其特点： 弛豫时