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知识梳理

基本概念和基本知识（识记和领会）

热力学系统，热力学平衡态和状态参量热力学系统必须由是大量微观粒子组成的。

热力学平衡态；孤立系的宏观性质不随时间变化的状态。

四类状态参量：力学参量，几何参量，电磁参量和化学参量。

广延量：与物质的量有关的物理量称为广延量，如质量、体积、内能、熵等。

强度量：与物质的量无关的物理量称为强度量，如温度，压强，密度，电阻率等。

热力学第零定律与温度

热力学第零定律：相互绝热的两物体A和B同时与第三个物体C达成热平衡,则A、B、C三物体彼此达成热平衡。

热力学第零定律的意义：

①定义了温度。温度是达成热平衡的诸热力学系统的共同宏观性质。

②为制造温度计提供了依据。

准静态过程

准静态过程：过程进行得非常缓慢，使得过程进行的每一步都可以视为平衡态。

循环过程的定义及分类；循环效率

循环过程：系统从任意状态出发，经过任意一系列的过程又返回原状态，称完成了一个循环过程。

正循环与逆循环：正循环沿顺时针方向，与热机对应；逆循环沿反时针方向，与制冷机对应；

热机效率公式：?

?1?Q。

2Q

2

1

卡诺循环及其效率；卡诺定理

卡诺效率公式： ?

?1?T

2T

2

1

卡诺定理对提高实际热机效率的指导意义：提高高温热源温度，降低低温

1

热源温度；尽量减少摩擦，减少漏热。卡诺定理：

定理1、在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切可逆机其工作效率都相等，与工作物质无关。

定理2、在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切不可逆机其工作效率都小于可逆机的效率。

热力学第二定律的两种表述，第二定律的实质热力学第二定律的两种表述：

①开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量使之完全转变为功而不产生任何其他影响。或，第二类永动机不可能造成。

②克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传给高温物体而不产生任何其他影响。或，热量不能自发的从低温物体传给高温物体。

热力学第二定律的实质：一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。

无摩擦的准静态过程是可逆的。

热力学第二定律的数学表示

热力学第二定律的数学表示：dS?

简单热力学过程熵差的计算。

熵增加原理

dQ。

T

对于孤立系或绝热过程，系统的熵永不减少。即dS?0。

焓的定义及意义定义：H=U+pV,

意义：等压过程中系统吸收的热量等于系统焓值的增加。

特性函数

特性函数的定义：在适当选择自变量的情况下，能表达系统所有热力学平衡性质的函数。

常用特性函数及相应的自变量。自由能F以T，V为自变量时是特性函数；吉布斯函数G以T，p为自变量时是特性函数。

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节流膨胀过程和绝热膨胀过程节流膨胀过程是等焓过程。

热动平衡判据熵判据：

自由能判据

吉布斯函数判据：

单元复相系的平衡条件与平衡性质单元复相平衡条件：

平衡稳定性条件：克拉珀龙方程：

气液两相的转变和临界点

范氏等温线上各段的含义；等面积法则,对应态定律及其意义。

相变的分类

一级相变的定义及特征：二级相变的定义及特征：

多元系的复相平衡条件多元系复相平衡条件：

吉布斯相律：

f?k?2??

粒子微观运动状态的描述粒子的经典描述和量子描述；

μ空间的定义：由r个广义坐标和r个广义动量构成的2r维概念空间。空间中的一点代表粒子在某时刻的运动状态。μ空间的描述是特殊的的，只能处理近独立粒子系统。

简单应用：近独立粒子在相体积元中的微观状态数计算。

系统微观运动状态的描述

系统微观运动状态的经典和量子描述

·简单应用：与分布所对应的微观状态数的计算。

等概率原理

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·领会：系统的宏观态与微观态；等概率原理的表述及意义。

（22）求最概然分布的方法

·领会：求最概然分布方法的基本物理思想。

三种分布的关系

非简并性条件及其意义：

玻耳兹曼关系和熵的微观解释

S?kln?，说明熵是系统混乱度的量度。

能量均分定理能量均分定理：

·简单应用：利用能量均分定理计算气体和理想固体的内能和热容量。

三种固体热容量理论的比较杜隆－泊替定律：

爱因斯坦的固体热容量理论德拜的固体模型，

大致划出三者的曲线。

金属中的自由电子气体

用定性与半定量方法分析在室温下电子气对金属热容量贡献很小的原因。

Г空间

Г 空间：由Nr个广义坐标和Nr个广义动量构成的2Nr维概念空间。

Г 空间中的一点代表系统在某时刻的运动状态。

Г 空间的描述是普遍的，既能处理近独立粒子系统，又能处理粒子间有相互作用的系统。

统计系综

统计系综的定义：大量性质完全相同的系统的集合。

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热力学恒等式的证明（综合应用）

热力学基本公式的记忆方法

图1四个基本方程，八个偏导，四个麦氏关系。

图1

首先，画两正交箭头