热力学－统计物理第二章_均匀物质的热力学性质教材教学课件.ppt

例1、求证能态方程 证： 设 又 有 系数比较得： 例2、求证： 证： 设 又 有 系数比较得： 第二章 均匀物质的热力学性质 主 要 内 容 1、建立均匀物质U.H .F .G 的全微分表达式。 2、建立态函数间的基本关系（麦氏关系）。 3、麦氏关系的简单应用。 4、研究均匀物质热力学性质和规律：气体节流、绝热膨胀。 5、基本热力学函数的确定和特性函数。 §2-1 内能、焓、自由能、 吉布斯函数的全微分 根据热力学基本规律，利用数学方法（多元函数微积分）求得热力学量之间关系，及各种过程的规律。 一、U、F、H、G的全微分 热力学基本方程： * * 函数 的偏微分 全微分 二、热力学量表示为偏导数 * 自变量 状态参量(P,S,V,T) 函数 热力学函数（态函数）(U,S,F,H,G) 函数关系： 全微分系数比较： * * * * 三、麦氏关系 全微分满足 S不可直接 测量，后二 式的右边只 与物态方程 有关，可由 物态方程给 出熵的变化 二、求 及 三、求 §2-3 气体的节流膨胀与绝热膨胀 一、节流过程 1、实验 2、过程方程 等焓过程 3、 焦汤系数 小压强差时，初末态的温度变化 焦汤系数 利用状态方程求出它。 负效应、升温 正效应、降温 负效应 正效应 零效应温度不变 零效应 4、反转曲线 低焓值 气 体 中焓值 气 体 高焓值 气 体 实际气体 α＝α(T，p) 实测 p — T 曲线 p/pn T/℃ 0 -100 -200 100 200 300 200 400 600 μ＞0 μ＜0 μ＝0 5、昂尼斯气体的焦-汤效应 虚线－范德瓦耳斯气体 的转换温度。 实线－氮气转换温度。 二、绝热膨胀 绝热： 一定降温！ §2-4 基本热力学函数的确定 内能是态函数，两个状态的内能差与中间过程无关。 从物态方程和热容量等得出热力学函数。 物态方程 可测量的量， 来自物态方程。 参考态的内能。 又 熵也是 态函数 物态方程 例 以温度、压强为状态参量，求理想气体的焓、熵和G。 摩尔理想气体 §2-5 特性函数 选择适当变量 偏导数 均匀系统的热力学函数 均匀系统平衡性质 主要目的： 已知的一个热力学函数 内能U(S,V) 焓H(S,P) 自由能F(T,V) 吉布斯G(T,P) 特性函数 应用最多 一 、自由能作为特性函数 物态方程 吉布斯－亥姆霍兹方程 V(T,P)物态方程 二 、吉布斯函数作为特性函数 吉布斯－亥姆霍兹方程 第二章知识体系小结 研究均匀系的 热力学性质 1、确定均匀系的平衡性质 2、研究不可测物理效应 3、研究不同物理效应之间的关系 →确定基本热力学函数(态式、内能、熵） →或特性函数 →基本目标 或方法 把不可测的态函数或物理效应 与可测量联系，用可测量表达 →基础 1、四个微分式 2、麦氏关系 一、热力学函数变换部分 1、系数比较法 若是求U、F、H、G对某一量的偏微商，此法较方便 第二章习题解法归类及例题