理论化学统计部分.ppt

热源T1气体热源T2例1：热传导第28页，共48页，星期日，2025年，2月5日反应器原料产物例2：化学反应第29页，共48页，星期日，2025年，2月5日I.Prigogine（普利高津）(1917-2003)TheNobelPriceofChemistry,1977第30页，共48页，星期日，2025年，2月5日THENOBELPRICEOFCHEMISTRY,1977Forhiscontributionstonon-equilibriumthermodynamics,inparticular，thetheoryofdissipativestructures.第31页，共48页，星期日，2025年，2月5日两大规律的冲突物理过程总是自发地从有序走向无序，系统的熵是增加的。生物的发展是由低级到高级，由简单到复杂，是朝着由无序向有序方向发展的。第32页，共48页，星期日，2025年，2月5日非平衡耗散结构涨落Shedlightontheoriginoflife!第33页，共48页，星期日，2025年，2月5日本纳德水花(1900)：（空间有序结构）液体热源盖子ΔT耗散结构和自组织现象第34页，共48页，星期日，2025年，2月5日第35页，共48页，星期日，2025年，2月5日BZ反应中的化学振荡（时间有序结构）1958年，前苏联化学家Belousov和Zhabotinsky报道了在铈离子催化作用下柠檬酸被溴酸氧化反应中,所呈现出来的化学振荡(Chemicaloscillatoin)现象.第36页，共48页，星期日，2025年，2月5日第1页，共48页，星期日，2025年，2月5日热力学回顾统计热力学的历史和发展与统计相关的现代学科前沿课程大纲及要求第一节第2页，共48页，星期日，2025年，2月5日20世纪的文明是微观的，我认为21世纪微观和宏观应结合成一体。20世纪是越小越好，觉得小的是操纵一切的，而我猜测，21世纪将要把微观和宏观整体的联系起来，这不光是影响物理，也会影响到生命的发展……

—李政道《21世纪的100个科学难题》第3页，共48页，星期日，2025年，2月5日平衡态统计热力学平衡体系:在外界环境条件不改变时,若热力学系统的状态不随时间而改变,系统中也不存在宏观的流动过程,则系统的此种状态称为平衡态。第4页，共48页，星期日，2025年，2月5日平衡态热力学对平衡态的描述以及对平衡态之间过程的描述第5页，共48页，星期日，2025年，2月5日平衡态1平衡态2可逆过程不可逆过程第6页，共48页，星期日，2025年，2月5日平衡态热力学的功能宏观热力学量之间的关系预测变化的方向和限度宏观热力学量与实验可测量之间的关系第7页，共48页，星期日，2025年，2月5日热力学（THERMODYNAMICS）研究对象：宏观体系研究方法：在大量实验观测的基础上，引入概念，推导规律。宏观热力学量之间的关系预测变化的方向和限度宏观热力学量与实验可测量之间的关系第8页，共48页，星期日，2025年，2月5日热力学第一定律能量的守恒和转化定律第9页，共48页，星期日，2025年，2月5日热力学第二定律不可逆性,方向性第10页，共48页，星期日，2025年，2月5日以封闭体系，只有体积做功为例：热力学基本方程：Gibbs-Duhen方程可逆过程前后体系热力学量的改变第11页，共48页，星期日，2025年，2月5日热力学过程判据热力学不等式热力学过程判据（不同条件下）第12页，共48页，星期日，2025年，2月5日MAXWELL关系式V证明：第13页，共48页，星期日，2025年，2月5日热力学关系式热力学量实验可测量第14页，共48页，星期日，2025年，2月5日统计力学（STATISTICALMECHANICS）研究对象：宏观体系研究方法：在微观分子的层次上，引入统计的原理和方法，概率的概念，分布的概念，推导宏观规律联系宏观规律与微观结构热力学性质微观力学性质压力、热容、熵等振动、转动、分子间力第15页，共48页，星期日，2025年，2月5日大量微观粒子构成的宏观系统微观结构和运动→宏观性质宏观性质→宏观性质返回