第一节气体分子动理论
一 基本概念
1. 系统与外界
(1) 热力学系统(简称系统):在给定范围内,由大量微观粒子所组成的宏观客体。
(2) 系统的外界(简称外界):能够与所研究的热力学系统发生相互作用的其它物体。
2. 宏观描述和微观描述
(1) 宏观描述 宏观量
对于一个系统的状态,从整体上加以描述的方法叫宏观描述。这时所用的表征系统状态和属性的物理量,称为宏观量(macroscopic quantity) 。例:P、V、T。
宏观量可直接用仪器测量,且一般被人的感官所察觉。
(2)微观描述 微观量
通过对微观粒子运动状态的说明而对系统的状态加以描述,这种方法成为微观描述。描述单个微观粒子运动状态的物理量叫做微观量(microscopic quantity) 。例:单个分子的υ, m , p。微观量一般不能直接测量,且不易被人的感官所察觉。
3. 热力学平衡态状态方程
(1) 热力学平衡态(equilibrium state)
一个系统在不受外界影响的条件下,如果它的宏观性质处处均匀且不再随时间变化,我们就说这个系统处于热力学平衡态。简称平衡态。热力学平衡态是一种动态平衡,称之为热动平衡。
(2) 状态方程
对于一定的系统,在平衡态下,其状态参量满足一定的函数关系,称之为状态方程。
理想气体状态方程
1. 理想气体的状态方程
一定质量的理想气体,当不必考虑电磁性质和化学性质时,可看作简单系统。T 、 V 、P 的函数关系即其状态方程。
2. 热力学中理想气体状态方程的建立
一定量的理想气体,任一状态下的PV/T值都相等:





第二节热力学基础
一 准静态过程
系统由一个状态变化到另一状态 ,叫热力学过程(简称“过程” ),准静态过程是系统的每一状态都无限接近于平衡态的过程。或,准静态过程可视作由一系列平衡态组成的过程。
二 热力学第一定律
Q=A + △E
(气体从外界吸热,一部分用来对外作功 ,一部分用于内能的增加)
对微小变化过程:đQ= đ A+dE
三 热力学第一定律对理想气体等值过程的应用


2.卡诺循环是工质只和两个恒温热库交换热量的准静态、无摩擦的循环
卡诺热机循环的效率

七 热力学第二定律
1.开尔文表述:其唯一效果是热量全部转变为功的过程是不可能的。
2.克劳修斯表述:热量不能自动地从低温物体传向高温物体
八 可逆过程和不可逆过程
一般地说,一个过程进行时,如果使外界条件改变一无穷小的量,这个过程就可以反向进行(其结果是系统和外界能同时回到初态)则这个过程就叫可逆过程(准静态、无摩擦的过程)
不可逆过程是其结果不能完全被消除的过程。例如:摩擦生热,有限温差热传导,气体自由膨胀等。