第七章热力学统计物理 第七章热力学基础 由前面的讨论大家都知道,热力学与分子物理学都是研究热现象的,但二者的研究方法不同。热力学 不涉及物质的微观结构,是以实验事实为根据,以能量守恒和转换为基础,来分析和研究大量分子所引起 的各种宏观现象及规律 本章的内容是热力学第一定律和热力学第二定律,热力学第一定律是包括热现象在内的能量转化与守 恒定律;热力学第二定律却是讨论热功转换的条件和热力学过程的方向性问题 本章分8节 §7-1准静态过程内能功热量 §7-2热力学第一定律 §7一3热力学第一定律在各等值过程中的应用 §7-4理想气体的绝热过程和多方过程 §7-5循环过程卡诺循环 §7-6热力学第二定律卡诺定理 §7-7熵熵增加原理 §7-8热力学第二定律的统计意义 §7-1准静态过程内能功热量 热力学系统 1.热力学系统 )系统:在质点动力学中,为了便于研究物体的受力情况,往往把所要研究的物体隔离出来画其受 力图,与力学的方法相同,在热力学中,把要研究的对象也隔离出来并称为热力学系统,简称系统(也称 为工作物质),其余的称为外界或环境。热力学系统是由大量分子组成的,它可以是固体、液体和气体等。 本章主要研究以理想气体为工作物质的系统。 2)热力学系统的分类:根据系统与外界是否有做功和热量的交换,系统可分为: 般系统:有功、有热交换 透热系统:无功、有热交换 绝热系统:有功、无热交换 封闭系统:无功、无热交换(又称为孤立系统) 系统所处的状态有平衡态和非平衡态。对于平衡态的系统,可以用压强、温度、体积来描述系统的状 态。根据系统与外界是否有物质和能量交换,系统可分为: 孤立系统:无能量、无质量交换 isolated system 封闭系统:有能量、无质量交换 开放系统:有能量、有质量交换 -Open system 绝热系统:无能量交换 diabatic system 热力学过程 热力学过程:热力学系统的状态随时间变化的过程称为热力学过多 程 例:推动活塞压缩汽缸内的气体时,气体的体积,密度,温度或压强 都将发生变化。在过程中的任意时刻,气体各部分的密度,压强,温度都 不完全相同,亦即该热力学系统的状态随时间变化,此即为热力学过程 )分类: (1)按系统状态的变化与外界有无关系 自发过程 不借助外界的帮助,自动进行的过程 非自发过程在外界的帮助下进行的过程