热力学与统计力学ppt.ppt

热力学 统计物理学 Thermodynamics and statistical physics 参考书目： 热力学 熊吟涛 武汉大学 统计物理学 熊吟涛 武汉大学 热力学 统计物理学 龚昌德 热力学 统计物理学 马本堃 北师大 热力学简程 王竹溪 人民教育出版社 统计物理学 王竹溪 人民教育出版社 导言 Introduction 一、研究对象 有关热现象的理论 研究所有热现象遵循的规律及其应用 研究大量粒子热运动的规律及其应用的科学 二、研究方法 宏观理论 微观理论 三、研究方法的特点 1. 热力学 2.统计物理学 导言 Introduction 四、研究方法的优缺点 1.热力学 a) 优点 b) 缺点 2.统计物理学 a) 优点 b) 缺点 第一章 热力学的基本原理Chapter 1 The basic laws of thermodynamics 第一章 热力学的基本原理Chapter 1 The basic laws of thermodynamics 第一章 热力学的基本原理Chapter 1 The basic laws of thermodynamics 三种不同温标 1. 3 物态方程（ Equation of state） 1. 3 物态方程（ Equation of state） 例： 例2. 准静态传热 总结 作业： 三、热质学简介 六、热力学第一定律的另一种表示法 第一类永动机 是不可能实现的。 热力学第一定律的另一种表述形式 （做功必须由能量转化而来，不可能无中生有的创造能量）。 1、思想渊源与科学背景 运动不灭思想 2、各种自然现象之间相互转化的普遍发现 3、迈耶的工作（德国医生1814—1878） 4、焦尔关于热功当量的测量（英国 1818—1889） 例：只用绝热方法使系统从初态变到终态， 则： ( )(a) 对于连接着两个态的不同绝热路径，所做的 功不同(b) 对于连接着两个态的不同绝热路径，所做的 功相同(c) 由于没有热量传递，所以没有做功(d) 系统的总内能将不变 1.9 理想气体的卡诺循环（Carrot cycle of an Ideal gas） 一、 循环过程 系统(工质)经一系列变化回到初态的整个过程 特征：系统内能不变 D E = 0 卡诺（Nicolas Leonard Sadi ?Carnot,1796～1832） ? 法国物理学家、军事工程师。1796年6月1日生于巴黎。其父L.卡诺是法国有名的数学家、将军和政治活动家，学术上很有造诣。卡诺正处在蒸汽机迅速发展、广泛应用的时代。他不像许多人那样着眼于局部的、机械的细节的改良，而是独辟蹊径，从理论的高度上对热机的工作原理进行研究，以期得到普遍性的规律。卡诺出色地运用了理想模型的研究方法，以他富于创造性的想象力，精心构思了理想化的热机——后称卡诺可逆热机（卡诺热机），提出了作为热力学重要理论基础的卡诺循环和卡诺定理，从理论上解决了提高热机效率的根本途径。1832年8月24日卡诺因染霍乱症在巴黎逝世，年仅36岁。按当时处理霍乱死者的办法，死者所有的资料及个人物品必须全部埋葬掉。这无疑给科学事业带来了不可弥补损失。根据1878年他弟弟公布的卡诺去世时幸免被毁的一束笔记残页中发现，卡诺经意识到热质说的错误而转向热的动力学理论，并且发现了能的转化与守恒定律。 四、致冷机(Refrigerator) 致冷系数（工作系数） 例：1mol理想气体经图所示的两个不同的过程（1-4-2和1-3-2）由状态1变到状态2 。图中 ，已知该气体的定容摩尔热容量为 ，初态温度为 ，求气体分别在这两个过程中从外界吸收的热量。 热力学第二定律 卡诺定理 热力学温标（自学） 克劳修斯等式和不等式 熵和热力学基本方程 理想气体的熵 热力学第二定律的数学表述 熵增加原理的简单应用 自由能和吉布斯函数 自然过程的方向性 （一） 自然过程总是按一定方向进行的 （2）热传导 1.10 热力学第二定律(The second law of thermodynamics) 说明： 1、两个不可能都是强调不产生其它影响； 2、如存在其它变化，则两种说