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（2）定温定压的体系——吉布斯函数G的引出 联合表达式变为： 定义吉布斯函数: G= H—TS ①在定温定压条件下，体系的吉布斯函数永不增加； ②在定温定压条件下，体系不可逆过程总是朝着吉布斯函数减少的方向进行。 如果体系在等温、等压、且不作非膨胀功的条件下， 或 等号表示可逆过程，不等号表示是一个自发的不可逆过程，即自发变化总是朝着吉布斯函数减少的方向进行。——吉布斯函数判据。 判断过程方向及平衡条件的总结 （1）熵判据 对于孤立体系 对于非孤立体系 （2）自由能和吉布斯函数判据 定温定容体系 定温定压体系 热力学函数的一些重要关系式 （1）热力学函数之间的关系 H=U+PV F=U—TS G=H—TS =U+PV—TS =U—TS+PV =F+PV （2）热力学基本关系式 代入第一定律 （1） （1） 同理可得： 若体系只作体积功，不做其他功，则: 四个基本公式 从基本公式导出的关系式 (1) (2) (3) (4) 从公式(1)，(2)导出 从公式(1)，(3)导出 从公式(2)，(4)导出 从公式(3)，(4)导出 麦氏关系 麦氏关系 麦克斯韦关系式 全微分的性质 设函数 z 的独立变量为x，y， z具有全微分性质 所以 M 和N也是 x，y 的函数 利用该关系式可用实验可测偏微商来代替那些不易直接测定的偏微商。 热力学函数是状态函数，数学上具有全微分性质，将上述关系式用到四个基本公式中， 就得到Maxwell关系式： (1) (2) (3) (4) 3、等温压缩系数 к 定义： к = - 温度保持不变，增加单位压强所引起 物体体积变化的百分率。 T T 1 V ? V ? P T （ ） 1、体胀系数 α 定义： α = 压强保持不变，温度升高1K所引起的 物体体积变化的百分率。 1 V （ ） p ? T ? V 2、压强系数 β 定义： β = 体积保持不变，温度升高1K所引起的 物体压强变化的百分率。 1 P ? P ? T v （ ） 与物态方程有关的物理量 其中这三个量的偏导存在如下关系： ? T ? V （ ） p ? P ? T （ ） v ? V ? P （ ） T = - 1 因此α、 β、к 满足 α= к β P T T 对于简单固体和液体，通过实验测得的膨胀系数α和压强系数к ，可以证明简单固体和液体的物态方程可以表示为： T V（T，P）= V （T 0 ，0）[1+ α（T - T0 ）- кT P] 设 证明任何一种具有两个独立参量T、P的物质，其物态方程可由实验测得的体胀系数及等温压缩系数，根据下述积分求得： 热力学第三定律 20世纪初，人们根据一系列试验及进一步的推测，得出了热力学第三定律：“在0 k时任何纯物质的完美晶体其熵值为零。” 《光学中的量子理论和统计物理》 内容 统计物理 热力学 （2学时） 统计力学（22学时） 量子力学 （32学时） 两部分内容统一考试 导 言 生活中所接触的宏观物体是由大量微观粒子构成的，并且这些微观粒子不停地进行着无规则的运动。 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。 研究方法：1、热力学方法 2、统计物理学方法 热力学是研究热运动的宏观理论，它以几个基本的实验定律为基础。应用数学方法，通过逻辑演绎得出有关物质各种宏观性质之间的关系。宏观物理过程进行的方向和限度等。 缺 点：由于物质的微观结构，把物质看成连续体，用连续函数表达物质的性质，因此不能解 释宏观性质的涨落。 优 点：具有普遍性、可靠性。 统计物理是研究热运动的微观理论。它认为宏观物理系统是由大量微观粒子组成的，物质的宏观性质是大量微观粒子运动的集体表现，宏观物理量是微观量的统计平均值。 能深入到热运动的本质，可以解释涨落现象。在对