第九章 热力学基础
第九章 热力学基础
常见的一些现象： 1.一壶水开了，水变成了水蒸气。 2.温度降到0℃以下，液态的水变成了固体的冰块。 3.气体被压缩，压强增强。 4.物体被加热，物体的温度升高。 热现象
常见的一些现象： 1. 一壶水开了，水变成了水蒸气。 2. 温度降到0℃以下，液态的水变成了固体的冰块。 3. 气体被压缩，压强增强。 4. 物体被加热，物体的温度升高。 热现象
39-1热力学的基本概念 9-1-1热力学系统 在热力学中把要研究的宏观物体（气体、液体、 固体)称为热力学系统简称系统。 外界：系统以外与系统有着相互作用的环境 孤立系统：与外界不发生任何能量和物质交换的 热力学系统。 封闭系统： 与外界只有能量交换而没有物质交换 的系统
§9-1 热力学的基本概念 9-1-1 热力学系统 在热力学中把要研究的宏观物体（气体、液体、 固体）称为热力学系统 简称系统。 外界：系统以外与系统有着相互作用的环境 孤立系统：与外界不发生任何能量和物质交换的 热力学系统。 封闭系统： 与外界只有能量交换而没有物质交换 的系统
物态参量：描述热力学系统物态的物理量。 描述气体的物态参量：压强、体积和温度 压强(p)：垂直作用在单位容器壁面积上 的气体压力。 国际单位制单位： 帕斯卡(1Pa=1N/m) 1标准大气压=1.01325×105(Pa)
物态参量：描述热力学系统物态的物理量。 描述气体的物态参量：压强、体积和温度 垂直作用在单位容器壁面积上 的气体压力。 压强（p）： 国际单位制单位： 帕斯卡（1 Pa =1 N/m2） 1标准大气压= 1.01325×105（Pa）
体积（Ψ)：气体分子自由活动的空间。 国际单位制单位：米3(m3) 温度(T) 温度是表征在热平衡物态下系 统宏观性质的物理量。 两热力学系统相互接触，而与外界没有热量交 换，当经过了足够长的时间后，它们的冷热程度不 再发生变化，则我们称两系统达到了热平衡。 热力学第零定律：如果两个系统分别与第三个系统 达到热平衡，则这两个系统彼此也处于热平衡
体积（V ）： 气体分子自由活动的空间。 国际单位制单位： 米3（m3 ） 温度（T）： 温度是表征在热平衡物态下系 统宏观性质的物理量。 两热力学系统相互接触，而与外界没有热量交 换，当经过了足够长的时间后，它们的冷热程度不 再发生变化，则我们称两系统达到了热平衡。 热力学第零定律： 如果两个系统分别与第三个系统 达到热平衡，则这两个系统彼此也处于热平衡
温度的宏观定义： 表征系统热平衡时宏观性质的物理量。 温标— 温度的数值表示法
A B C A B C 温度的宏观定义： 表征系统热平衡时宏观性质的物理量。 温标 —— 温度的数值表示法
摄氏温标：t℃ 水的冰点一0℃ 水的沸点一100℃ 冰点和沸点之差的百 分之一规定为1℃。 热力学温标：TK 273.15-200-1000100200 t/°C 绝对零度：T=0K 0 100200300400500 TK t=-273.15℃ 水三相点（气态、液态、固态的共存状态）273.16K
摄氏温标： t ℃ 热力学温标： T K 水的冰点 —— 0 ℃ 水的沸点 —— 100℃ 冰点和沸点之差的百 分之一规定为1 ℃ 。 绝对零度： T = 0 K t = - 273.15 ℃ 水三相点（气态、液态、固态的共存状态）273.16 K / C t T K
T/K=273.15+t/°C 大爆炸后的宇宙温度 1039K 实验室能够达到的最高温度 108K 太阳中心的温度 1.5×107K 太阳表面的温度 6000K 地球中心的温度 4000K 水的三相点温度 273.16K 微波背景辐射温度 2.7K 实验室能够达到的最低温度 (激光制冷) 2.4×10-11K
/ K 273.15 / C T = +t 大爆炸后的宇宙温度 1039 K 实验室能够达到的最高温度 108 K 太阳中心的温度 1.5×107 K 太阳表面的温度 6000 K 地球中心的温度 4000 K 水的三相点温度 273.16 K 微波背景辐射温度 2.7 K 实验室能够达到的最低温度 （激光制冷） 2.4×10-11 K
9-1-2平衡态 准静态过程 平衡态：一个孤立系统，其宏观性质在经过 充分长的时间后保持不变（即其物态参量不 再随时间改变)的物态。 注意：如果系统与 外界有能量交换， 即使系统的宏观性 质不随时间变化， 也不能断定系统是 否处于平衡态
9-1-2 平衡态 准静态过程 平衡态：一个孤立系统，其宏观性质在经过 充分长的时间后保持不变（即其物态参量不 再随时间改变）的物态。 注意：如果系统与 外界有能量交换， 即使系统的宏观性 质不随时间变化， 也不能断定系统是 否处于平衡态
热力学过程：热力学系统的物态随时间发生 变化的过程。 准静态过程： 状态变化过程进行得 非常缓慢，以至于过程中 的每一个中间状态都近似 于平衡态。 (PA VA TA) 准静态过程的过程 曲线可以用p-V图来描 (PcVcTc) 述，图上的每一点都表 (PB,VB,TB） 示系统的一个平衡态
热力学过程：热力学系统的物态随时间发生 变化的过程。 p 准静态过程： 状态变化过程进行得 非常缓慢，以至于过程中 的每一个中间状态都近似 于平衡态。 准静态过程的过程 曲线可以用p -V 图来描 述，图上的每一点都表 示系统的一个平衡态。 ( pB,VB,TB ) ( pA,VA,TA ) p O V ( pC,VC,TC )