热力学与统计物理学第一章 节 热力学基本定律.pptVIP

热力学与统计物理学;使用教材：包景东《热力学与统计物理简明教程》 （高等教育出版社，2011年11月）;分三大模块 热力学(35%) : 热力学定律与函数、相变 统计热力学(5%): 态密度、热力学概率 统计物理(60%): B统计、系综理论、量子统计;48学时建议： 第一章：8；第二章：6；第三章 4；第四章 3； 第五章：12；第六章：6；第七章：6；复习：3。 64学时建议： 第一章：8；第二章：8；第三章：4；第四章：4； 第五章：14；第六章：8；第七章：14；复习：4。 ;第一章 热力学基本定律;*;7. 热体系分类 ① 孤立系统：与环境无任何相互作用； ② 封闭系统：与环境无物质但有能量交换； ③ 开放系统：既有物质也有能量交换。;第一章 热力学基本定律;*;;*;3）三个系数的关系 物态方程f (T,p,V)将T-p-V约束在一起，那么三个变量的偏导数存在关系：;这一部分内容的题目归结为两类: (1) 已知物态方程，求出α、β和κ（偏导数）；(2)已知三个系数中的任意两个，确定物态方程（求出全积分）。;第一种类型：由物态方程求出三个系数;;*;*;第一章 热力学基本定律;*;;*;*;*;*;光学高温计;*;*;温度计无处不在;第一章 热力学基本定律;;【书15页练习2】;;;;结论： ①内能：系热力学中最基本的态函数 （与过程无关）； ② 内能是一个广延量（可加量），正比于质量，如体积、态函数；强度量（不可加），与系统质量无关，如温度、压强； ③ 内能差才有意义，可附加一个常数； ④ 内能的本质：分子的动能+势能之和。;1. 循环过程： 终态与初态相同 （系统内能无变化） 2. 热容量定义 热容 物体升高1度所吸收的热量 比容 单位质量的热容 定容热容量 问题：两者谁大？ 定压热容量 3. 迈耶方程：关于定容与定压热容量之差;【书20页练习】计算理想气体的定压热容量与定容热容量之差。 ;第一章 热力学基本定律;1、热力学循环及循环的热效率 循环：系统的初末态相同； 正循环（热 机）：在p-V图中顺时针，A0； 逆循环（致冷机）：在p-V图中逆时针，A0。 一个循环中,吸热为 , 放热为 , 那么;2. 卡诺循环：两条等温线和两条绝热线的理想气体准静态循环过程。 结论： 3.可逆过程与不可逆过程 ① 可逆过程：一体系由状态a-状态b，外界A-B;若体系可由b沿相反次序回到a,同时,外界也沿其相反路径由B-A (外界的作用完全抵消！) ② 不可逆过程：在外界作用下系统回到原来状态，但整个 过程引起了外界变化； ③ 可逆循环：由每一步都是可逆过程组成的循环； ④ 准静态过程（p-V图上画出的所有过程）是可逆的。;4. 热力学第二定律的两种表述 (1)克劳修斯表述：热量从低温物体向高温物体传递而不引起任何其他影响是不可能的； 热量由高温热源传到低温热源是可能的； 若由低温热源传到高温热源不引起其他影响是不可能的。 (2)开尔文表述：从单一热源吸收的热量全部转变为功，而不产生任何其他影响是不可能的。;这两种表述可以证明是等价的！ 热二律的其他表述: “一切涉及热现象的宏观过程都是不可逆的”； (2) “第二类永动机是不可能造成的”。 ;开尔文： 热力学的开山鼻祖;;李白诗句： “君不见黄河之水天上来，奔腾到海不复还； 君不见高堂明镜悲白发，早如清丝暮成雪。”;热力学第二定律的数学表述 熵;历史上最伟大的10个方程 （其中第5个方程就是热力学） 1. 毕达哥拉斯定理（勾股定理） （1） 2. 牛顿第二定律 （2） 3. 牛顿万有定律 （3） 4. 欧拉公式