熱力學(xué) 統(tǒng)計(jì)物理

1、熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理 Contents 導(dǎo)導(dǎo) 言言 第一章：熱力學(xué)的基本規(guī)律第一章：熱力學(xué)的基本規(guī)律 第二章：均勻物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)第二章：均勻物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì) 第三章：?jiǎn)卧档南嘧兊谌拢簡(jiǎn)卧档南嘧?第四章：多元系的復(fù)相平衡和化學(xué)平衡第四章：多元系的復(fù)相平衡和化學(xué)平衡 第六章：近獨(dú)立粒子的最概然分布第六章：近獨(dú)立粒子的最概然分布 第七章：波爾茲曼統(tǒng)計(jì)第七章：波爾茲曼統(tǒng)計(jì) 第八章：波色統(tǒng)計(jì)與費(fèi)米統(tǒng)計(jì)第八章：波色統(tǒng)計(jì)與費(fèi)米統(tǒng)計(jì) 第九章：系綜理論第九章：系綜理論導(dǎo)言導(dǎo)言一一. .熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的研究任務(wù)熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的研究任務(wù) 研究研究熱運(yùn)動(dòng)的規(guī)律熱運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、與熱運(yùn)動(dòng)有關(guān)的物

2、性與熱運(yùn)動(dòng)有關(guān)的物性及及宏觀宏觀物質(zhì)系統(tǒng)的演化物質(zhì)系統(tǒng)的演化。二二. .熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的研究方法有什么特點(diǎn)？熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的研究方法有什么特點(diǎn)？ 熱力學(xué)不考慮物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，而是從實(shí)驗(yàn)總結(jié)熱力學(xué)不考慮物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，而是從實(shí)驗(yàn)總結(jié)的定律出發(fā)經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的邏輯推理得到物體宏觀熱性質(zhì)的定律出發(fā)經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的邏輯推理得到物體宏觀熱性質(zhì)間的聯(lián)系，從而揭示熱現(xiàn)象的有關(guān)規(guī)律。間的聯(lián)系，從而揭示熱現(xiàn)象的有關(guān)規(guī)律。 統(tǒng)計(jì)物理認(rèn)為，熱現(xiàn)象是微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)的宏觀統(tǒng)計(jì)物理認(rèn)為，熱現(xiàn)象是微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)，而實(shí)際觀測(cè)到的宏觀熱力學(xué)量則是相應(yīng)微觀力表現(xiàn)，而實(shí)際觀測(cè)到的宏觀熱力學(xué)量則是相應(yīng)微觀力學(xué)量的統(tǒng)計(jì)平均值。學(xué)

3、量的統(tǒng)計(jì)平均值。 熱力學(xué)現(xiàn)象的一個(gè)主要特點(diǎn)是系統(tǒng)的熱力學(xué)現(xiàn)象的一個(gè)主要特點(diǎn)是系統(tǒng)的 熱力學(xué)研究的對(duì)象是一個(gè)宏觀系統(tǒng)，具有一般的物理熱力學(xué)研究的對(duì)象是一個(gè)宏觀系統(tǒng)，具有一般的物理系統(tǒng)的性質(zhì)，力學(xué)、電磁學(xué)的，或其它什么的性質(zhì)。因此，系統(tǒng)的性質(zhì)，力學(xué)、電磁學(xué)的，或其它什么的性質(zhì)。因此，研究的系統(tǒng)在溫度發(fā)生變化時(shí)，還會(huì)發(fā)生如力學(xué)、電磁學(xué)研究的系統(tǒng)在溫度發(fā)生變化時(shí)，還會(huì)發(fā)生如力學(xué)、電磁學(xué)等的變化。系統(tǒng)的力學(xué)、電磁學(xué)變化服從力學(xué)、電磁學(xué)規(guī)等的變化。系統(tǒng)的力學(xué)、電磁學(xué)變化服從力學(xué)、電磁學(xué)規(guī)律，但伴隨溫度變化發(fā)生，單純的力學(xué)、電磁學(xué)規(guī)律不足律，但伴隨溫度變化發(fā)生，單純的力學(xué)、電磁學(xué)規(guī)律不足以描述這些現(xiàn)象，必須

4、發(fā)現(xiàn)其它規(guī)律熱力學(xué)規(guī)律。以描述這些現(xiàn)象，必須發(fā)現(xiàn)其它規(guī)律熱力學(xué)規(guī)律。 因此，熱力學(xué)規(guī)律在力學(xué)、電磁學(xué)規(guī)律因此，熱力學(xué)規(guī)律在力學(xué)、電磁學(xué)規(guī)律之外之外，又必須，又必須與力學(xué)、電磁學(xué)規(guī)律與力學(xué)、電磁學(xué)規(guī)律相容相容。熱力學(xué)研究的現(xiàn)象與溫度的變化相聯(lián)系。熱力學(xué)研究的現(xiàn)象與溫度的變化相聯(lián)系。溫度。導(dǎo)言導(dǎo)言 宏觀系統(tǒng)由大量微觀粒子組成宏觀系統(tǒng)由大量微觀粒子組成。系統(tǒng)的力學(xué)、電磁學(xué)運(yùn)。系統(tǒng)的力學(xué)、電磁學(xué)運(yùn)動(dòng)有系統(tǒng)動(dòng)有系統(tǒng)整體的整體的運(yùn)動(dòng)（宏觀變化和宏觀相互作用），也有組運(yùn)動(dòng)（宏觀變化和宏觀相互作用），也有組成系統(tǒng)的微觀粒子的力學(xué)、電磁學(xué)運(yùn)動(dòng)和粒子間的相互作用。成系統(tǒng)的微觀粒子的力學(xué)、電磁學(xué)運(yùn)動(dòng)和粒子間的相互作

5、用。 熱力學(xué)性質(zhì)是系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)熱力學(xué)性質(zhì)是系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)。從理論上講，如果決定。從理論上講，如果決定這種性質(zhì)的僅為系統(tǒng)的另外的宏觀性質(zhì)，則它必是力學(xué)電磁這種性質(zhì)的僅為系統(tǒng)的另外的宏觀性質(zhì)，則它必是力學(xué)電磁學(xué)性質(zhì)，而非其它。因此，作為系統(tǒng)的獨(dú)立的規(guī)律，它必然學(xué)性質(zhì)，而非其它。因此，作為系統(tǒng)的獨(dú)立的規(guī)律，它必然要與系統(tǒng)的微觀運(yùn)動(dòng)規(guī)律有關(guān)。而實(shí)驗(yàn)表明，溫度本身就依要與系統(tǒng)的微觀運(yùn)動(dòng)規(guī)律有關(guān)。而實(shí)驗(yàn)表明，溫度本身就依賴于系統(tǒng)的微觀粒子的運(yùn)動(dòng)的激烈程度。賴于系統(tǒng)的微觀粒子的運(yùn)動(dòng)的激烈程度。 因此，存在兩種方法來(lái)研究系統(tǒng)的熱力學(xué)性質(zhì)：因此，存在兩種方法來(lái)研究系統(tǒng)的熱力學(xué)性質(zhì)：微觀的：微觀的：統(tǒng)計(jì)物理統(tǒng)計(jì)

6、物理宏觀的：宏觀的：熱力學(xué)熱力學(xué)系統(tǒng)的熱力學(xué)性質(zhì)是其系統(tǒng)的熱力學(xué)性質(zhì)是其大量微觀粒子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)決定。導(dǎo)言導(dǎo)言微觀粒子的運(yùn)動(dòng)微觀粒子的運(yùn)動(dòng)無(wú)無(wú)熱現(xiàn)象熱現(xiàn)象統(tǒng)計(jì)物理統(tǒng)計(jì)物理的出發(fā)點(diǎn)是微觀粒子的力學(xué)、電磁學(xué)運(yùn)動(dòng)和相互作用。的出發(fā)點(diǎn)是微觀粒子的力學(xué)、電磁學(xué)運(yùn)動(dòng)和相互作用。它對(duì)熱現(xiàn)象的描述它對(duì)熱現(xiàn)象的描述熱力學(xué)熱力學(xué)不考慮系統(tǒng)的微觀狀態(tài)。將系統(tǒng)看作連續(xù)的整體。不考慮系統(tǒng)的微觀狀態(tài)。將系統(tǒng)看作連續(xù)的整體。統(tǒng)計(jì)計(jì)算統(tǒng)計(jì)計(jì)算微觀運(yùn)動(dòng)的描述與計(jì)算微觀運(yùn)動(dòng)的描述與計(jì)算它對(duì)熱現(xiàn)象的描述它對(duì)熱現(xiàn)象的描述1. 從大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)中總結(jié)出規(guī)律；與具體系統(tǒng)的從大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)中總結(jié)出規(guī)律；與具體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)。2. 用連

7、續(xù)函數(shù)表示系統(tǒng)的性質(zhì)。用連續(xù)函數(shù)表示系統(tǒng)的性質(zhì)。熱力學(xué)定律熱力學(xué)定律 多元函數(shù)微積分多元函數(shù)微積分1. 依賴于我們對(duì)具體系統(tǒng)的微觀運(yùn)動(dòng)的描述依賴于我們對(duì)具體系統(tǒng)的微觀運(yùn)動(dòng)的描述結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)和和模型模型。2. 通過(guò)通過(guò)統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)的方法完成的方法完成從微觀運(yùn)動(dòng)來(lái)了解宏觀系統(tǒng)的熱性質(zhì)從微觀運(yùn)動(dòng)來(lái)了解宏觀系統(tǒng)的熱性質(zhì)。宏觀熱性質(zhì)。宏觀熱性質(zhì)。 兩種研究方法存在著各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際研究中，兩種研究方法存在著各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際研究中，需要互為補(bǔ)充，相輔相成。需要互為補(bǔ)充，相輔相成。三三. 本課程的特點(diǎn)和要求本課程的特點(diǎn)和要求 作為作為宏觀理論宏觀理論與與微觀理論微觀理論的結(jié)合，熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物的結(jié)合，熱力學(xué)與

8、統(tǒng)計(jì)物理學(xué)是一個(gè)比較好的例子。其中統(tǒng)計(jì)物理的部分與當(dāng)代理學(xué)是一個(gè)比較好的例子。其中統(tǒng)計(jì)物理的部分與當(dāng)代物理學(xué)前沿的很多內(nèi)容結(jié)合較緊。物理學(xué)前沿的很多內(nèi)容結(jié)合較緊。 數(shù)學(xué)上不是太難，但是需要補(bǔ)充一些數(shù)學(xué)上不是太難，但是需要補(bǔ)充一些概率論概率論方面的方面的知識(shí)，重要的是把握好物理模型的構(gòu)建，以及概念之間知識(shí)，重要的是把握好物理模型的構(gòu)建，以及概念之間的相互關(guān)系，學(xué)習(xí)中重點(diǎn)領(lǐng)會(huì)其中的物理思想和物理方的相互關(guān)系，學(xué)習(xí)中重點(diǎn)領(lǐng)會(huì)其中的物理思想和物理方法。法。導(dǎo)言導(dǎo)言微觀粒子微觀粒子觀察和實(shí)驗(yàn)觀察和實(shí)驗(yàn)出 發(fā) 點(diǎn)熱力學(xué)驗(yàn)證統(tǒng)計(jì)物理學(xué)，熱力學(xué)驗(yàn)證統(tǒng)計(jì)物理學(xué)，統(tǒng)計(jì)物理學(xué)揭示熱力學(xué)本質(zhì)統(tǒng)計(jì)物理學(xué)揭示熱力學(xué)本質(zhì)二

9、者關(guān)系無(wú)法自我驗(yàn)證無(wú)法自我驗(yàn)證不深刻不深刻缺 點(diǎn)揭露本質(zhì)揭露本質(zhì)普遍，可靠普遍，可靠?jī)?yōu) 點(diǎn)統(tǒng)計(jì)平均方法統(tǒng)計(jì)平均方法力學(xué)規(guī)律力學(xué)規(guī)律總結(jié)歸納總結(jié)歸納邏輯推理邏輯推理方 法微觀量微觀量宏觀量宏觀量物 理 量熱現(xiàn)象熱現(xiàn)象熱現(xiàn)象熱現(xiàn)象研究對(duì)象微觀理論（統(tǒng)計(jì)物理學(xué)）宏觀理論（熱力學(xué)）導(dǎo)言導(dǎo)言一、熱力學(xué)系統(tǒng)一、熱力學(xué)系統(tǒng) 1，熱力學(xué)系統(tǒng)，熱力學(xué)系統(tǒng)(體系體系) 一個(gè)宏觀、有限的物質(zhì)系統(tǒng)，一個(gè)宏觀、有限的物質(zhì)系統(tǒng)， 一般由一般由大量大量 微觀粒子微觀粒子 組成。組成。 熱力學(xué)系統(tǒng)是用容器或假想曲面熱力學(xué)系統(tǒng)是用容器或假想曲面把所需研究的部分分離出來(lái)的宏觀系統(tǒng)，把所需研究的部分分離出來(lái)的宏觀系統(tǒng)， 比如：熱機(jī)

10、中的比如：熱機(jī)中的“工作物質(zhì)工作物質(zhì)”。孤立系：與外界無(wú)能量交換，無(wú)物質(zhì)交換，孤立系：與外界無(wú)能量交換，無(wú)物質(zhì)交換， 是一個(gè)理想的極限概念。是一個(gè)理想的極限概念。(封封)閉系：與外界只有能量交換，閉系：與外界只有能量交換， 但無(wú)物質(zhì)交換但無(wú)物質(zhì)交換開開(放放)系：與外界即有能量交換，系：與外界即有能量交換， 又有物質(zhì)交換。又有物質(zhì)交換。 2，熱力學(xué)系統(tǒng)的類型，熱力學(xué)系統(tǒng)的類型例例00WQ孤立系統(tǒng)孤立系統(tǒng)：粒子數(shù)粒子數(shù) N 不不變、變、能量能量 E 不不變。變。00WQ封閉系統(tǒng)封閉系統(tǒng)：粒子數(shù)粒子數(shù) N 不不變、變、能量能量 E 可可變。變。00WQ開放系統(tǒng)開放系統(tǒng)：粒子數(shù)粒子數(shù) N 可可變、變

11、、能量能量 E 可可變。變。氣體系統(tǒng)氣體系統(tǒng)3，系統(tǒng)自身的化學(xué)成分及物理狀態(tài)，系統(tǒng)自身的化學(xué)成分及物理狀態(tài)元：化學(xué)組元，指系統(tǒng)中每一種化學(xué)成分。元：化學(xué)組元，指系統(tǒng)中每一種化學(xué)成分。單元單相系，如：?jiǎn)卧獑蜗嘞?，如：H2O的液相的液相多元單相系，如：混合氣體，多元單相系，如：混合氣體，N2和和H2單元多相系，如：水、水蒸氣、冰三者共存單元多相系，如：水、水蒸氣、冰三者共存多元多相系，如：多元多相系，如：N2、H2、NH3 的的 固、液、汽共存系固、液、汽共存系一個(gè)物理狀態(tài)均勻的系統(tǒng)稱為一個(gè)一個(gè)物理狀態(tài)均勻的系統(tǒng)稱為一個(gè)“相相”。相：化學(xué)組元的物理狀態(tài)，如固相、液相、氣相等。相：化學(xué)組元的物理狀態(tài)

12、，如固相、液相、氣相等。二、熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡態(tài)及其描述二、熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡態(tài)及其描述1，關(guān)于，關(guān)于“熱平衡狀態(tài)熱平衡狀態(tài)”的有關(guān)說(shuō)明：的有關(guān)說(shuō)明： 在沒有外界條件影響在沒有外界條件影響(即一個(gè)孤立系統(tǒng)即一個(gè)孤立系統(tǒng))下，下，若體系各部分的宏觀性質(zhì)在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不發(fā)生若體系各部分的宏觀性質(zhì)在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不發(fā)生變化，則稱該體系處于變化，則稱該體系處于“熱平衡熱平衡(狀狀)態(tài)態(tài)”。（1）熱平衡態(tài)的）熱平衡態(tài)的弛豫時(shí)間弛豫時(shí)間： 從平衡態(tài)破壞到新平衡態(tài)建立所需的時(shí)間。從平衡態(tài)破壞到新平衡態(tài)建立所需的時(shí)間。可從可從 10-16秒秒 到到 數(shù)星期、數(shù)月數(shù)星期、數(shù)月，甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。，甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。此為統(tǒng)計(jì)平均的

13、必然結(jié)果此為統(tǒng)計(jì)平均的必然結(jié)果 。對(duì)宏觀系統(tǒng)，漲落極其微小，可以忽略。對(duì)宏觀系統(tǒng)，漲落極其微小，可以忽略。所以，在熱力學(xué)中，不考慮所以，在熱力學(xué)中，不考慮“漲落漲落”。（3）熱平衡態(tài)存在）熱平衡態(tài)存在“漲落漲落”： 宏觀物理量實(shí)際上在不斷地進(jìn)行著宏觀物理量實(shí)際上在不斷地進(jìn)行著 大或小的起伏變化（漲落），大或小的起伏變化（漲落），（2）熱平衡態(tài)為）熱平衡態(tài)為“熱動(dòng)平衡熱動(dòng)平衡” ： 大量微觀粒子仍在不斷的運(yùn)動(dòng)，大量微觀粒子仍在不斷的運(yùn)動(dòng)， 為一個(gè)熱動(dòng)平衡。為一個(gè)熱動(dòng)平衡。（4）非孤立系統(tǒng)的）非孤立系統(tǒng)的“熱平衡態(tài)熱平衡態(tài)”， 比如比如 ：“開系開系”、“閉系閉系”“熱力學(xué)平衡態(tài)熱力學(xué)平衡態(tài)”的概

14、念，的概念， 不僅限于不僅限于“孤立系統(tǒng)孤立系統(tǒng)”。 對(duì)對(duì)“非孤立系統(tǒng)非孤立系統(tǒng)”，與外界合為一個(gè)系統(tǒng)后，與外界合為一個(gè)系統(tǒng)后，也可達(dá)到熱力學(xué)平衡態(tài)。也可達(dá)到熱力學(xué)平衡態(tài)。2，熱力學(xué)平衡態(tài)的描述（又稱，熱力學(xué)平衡態(tài)的描述（又稱“描述系統(tǒng)描述系統(tǒng)”）狀態(tài)參量：狀態(tài)參量： 能獨(dú)立變化且能描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量。能獨(dú)立變化且能描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量。用用 一組一組 相互之間相互之間 獨(dú)立的獨(dú)立的 狀態(tài)參量、狀態(tài)參量、或或/和和 狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù) (即相互之間無(wú)函數(shù)關(guān)系即相互之間無(wú)函數(shù)關(guān)系)，來(lái)描述來(lái)描述“熱力學(xué)平衡態(tài)熱力學(xué)平衡態(tài)”。狀態(tài)函數(shù)：狀態(tài)函數(shù)： 其自變量為多個(gè)狀態(tài)參量和其自變量為多個(gè)狀態(tài)參量和/

15、或狀態(tài)函數(shù)，或狀態(tài)函數(shù)， 能獨(dú)立變化。能獨(dú)立變化。（1）幾何參量：長(zhǎng)度、面積、體積、形變）幾何參量：長(zhǎng)度、面積、體積、形變（2）力學(xué)參量：力、壓強(qiáng)、脅強(qiáng)）力學(xué)參量：力、壓強(qiáng)、脅強(qiáng)（3）電磁參量：電場(chǎng)強(qiáng)度、電極化強(qiáng)度、）電磁參量：電場(chǎng)強(qiáng)度、電極化強(qiáng)度、 磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁化強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁化強(qiáng)度（4）化學(xué)參量：如：各個(gè)組元的濃度、）化學(xué)參量：如：各個(gè)組元的濃度、 各個(gè)相的物質(zhì)的摩爾數(shù)、化學(xué)勢(shì)各個(gè)相的物質(zhì)的摩爾數(shù)、化學(xué)勢(shì) 這四類參量足以描寫大多數(shù)這四類參量足以描寫大多數(shù) 熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，熱力學(xué)系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，一般根據(jù)問(wèn)題的性質(zhì)和分析的一般根據(jù)問(wèn)題的性質(zhì)和分析的 方便來(lái)選擇參量方便來(lái)選擇參量(描述系

16、統(tǒng)描述系統(tǒng))！四類物理參量：四類物理參量：若研究問(wèn)題不涉及電磁性質(zhì)，又不考慮與若研究問(wèn)題不涉及電磁性質(zhì)，又不考慮與化學(xué)成分有關(guān)性質(zhì)。這時(shí)，只需化學(xué)成分有關(guān)性質(zhì)。這時(shí)，只需體積體積V和和壓強(qiáng)壓強(qiáng)p兩個(gè)狀態(tài)參量便可確定系統(tǒng)的狀態(tài)。兩個(gè)狀態(tài)參量便可確定系統(tǒng)的狀態(tài)。簡(jiǎn)單熱力學(xué)系統(tǒng)：簡(jiǎn)單熱力學(xué)系統(tǒng)：只需二個(gè)只需二個(gè)狀態(tài)參量狀態(tài)參量 或或 狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)就能確定其狀態(tài)就能確定其狀態(tài)(所有參量和函數(shù)所有參量和函數(shù))的系統(tǒng)。的系統(tǒng)。3，宏觀量與微觀量，宏觀量與微觀量宏觀量：描述熱力學(xué)系統(tǒng)整體特征和狀態(tài)的物理量，宏觀量：描述熱力學(xué)系統(tǒng)整體特征和狀態(tài)的物理量， 如壓強(qiáng)、溫度、體積，它反映的是大量分子如壓強(qiáng)、溫度

17、、體積，它反映的是大量分子 組成的系統(tǒng)的性質(zhì)，組成的系統(tǒng)的性質(zhì)，可用儀器直接觀測(cè)可用儀器直接觀測(cè)。微觀量：描述單個(gè)粒子特征和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，微觀量：描述單個(gè)粒子特征和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量， 如分子質(zhì)量、能量、速度，如分子質(zhì)量、能量、速度， 它它不能由實(shí)驗(yàn)直接測(cè)得不能由實(shí)驗(yàn)直接測(cè)得。宏觀量與微觀量之間有什么樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系呢？宏觀量與微觀量之間有什么樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系呢？ 比如：壓強(qiáng)對(duì)應(yīng)著什么樣的微觀量？比如：壓強(qiáng)對(duì)應(yīng)著什么樣的微觀量？ 這正是統(tǒng)計(jì)物理要研究的內(nèi)容。這正是統(tǒng)計(jì)物理要研究的內(nèi)容。4，廣延量與強(qiáng)度量，廣延量與強(qiáng)度量廣延量：廣延量：與質(zhì)量數(shù)（或摩爾數(shù)）與質(zhì)量數(shù)（或摩爾數(shù)） 有關(guān)有關(guān)（成正比）（成正

18、比）的參量，的參量， 如：氣體的如：氣體的 體積、液體薄膜的表面積、體積、液體薄膜的表面積、 磁介質(zhì)的磁矩，磁介質(zhì)的磁矩， 系統(tǒng)的內(nèi)能系統(tǒng)的內(nèi)能U，熵，熵S，自由能，自由能F， 焓焓H，熱容量，熱容量C強(qiáng)度量：強(qiáng)度量：與質(zhì)量數(shù)（或摩爾數(shù)）無(wú)關(guān)的參量，與質(zhì)量數(shù)（或摩爾數(shù)）無(wú)關(guān)的參量， 如：氣體壓強(qiáng)、溫度，液體表面張力，如：氣體壓強(qiáng)、溫度，液體表面張力， 物質(zhì)的比熱容量物質(zhì)的比熱容量c，摩爾熱容量，摩爾熱容量cm 廣延量除以總質(zhì)量或廣延量除以總質(zhì)量或 總摩爾數(shù)后即為強(qiáng)度量；總摩爾數(shù)后即為強(qiáng)度量； 廣延量代數(shù)和仍是廣延量；廣延量代數(shù)和仍是廣延量；5，熱力學(xué)量的單位，熱力學(xué)量的單位壓強(qiáng)壓強(qiáng) p ： 1

19、Pa = 1N m-25n1 p =101 325 Pa10 Pa1 個(gè)個(gè) 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓：熱功當(dāng)量：熱功當(dāng)量： 1 Cal = 4.1840 J能量：能量：焦耳：焦耳：1J1N m三、熱平衡定律（熱力學(xué)第零定律）三、熱平衡定律（熱力學(xué)第零定律） 溫度，理想氣體溫標(biāo)溫度，理想氣體溫標(biāo)1，兩個(gè)系統(tǒng)，兩個(gè)系統(tǒng)(物體物體)的的 熱平衡熱平衡 兩個(gè)系統(tǒng)兩個(gè)系統(tǒng)(物體物體)由由透熱壁透熱壁經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間的時(shí)間的熱接觸熱接觸后，它們的狀態(tài)都不再發(fā)生后，它們的狀態(tài)都不再發(fā)生變化而達(dá)到一個(gè)共同的熱平衡態(tài)，則稱兩變化而達(dá)到一個(gè)共同的熱平衡態(tài)，則稱兩個(gè)系統(tǒng)個(gè)系統(tǒng)(物體物體)達(dá)到了達(dá)到了 “熱平衡

20、熱平衡”。熱平衡的可傳遞性熱平衡的可傳遞性a. 絕熱與透熱絕熱與透熱11,p T22,p T絕熱絕熱：無(wú)熱交換：無(wú)熱交換11,p T22,p T透熱透熱：可熱交換：可熱交換0Q0Qb. 透熱導(dǎo)致熱平衡透熱導(dǎo)致熱平衡11,p T22,p T11 ,pT22 ,pT21TT 熱平衡熱平衡：?11ppc. 熱平衡的可傳遞性熱平衡的可傳遞性ABCABC表示熱平衡表示熱平衡CABA,CB 如果兩個(gè)物體各自與第三個(gè)物體達(dá)到熱平衡，如果兩個(gè)物體各自與第三個(gè)物體達(dá)到熱平衡，它們彼此也處在熱平衡，它們彼此也處在熱平衡，此為此為“熱平衡定律熱平衡定律”。2，熱平衡定律，熱平衡定律(熱力學(xué)第零定律）熱力學(xué)第零定律）

21、 B C A透熱壁：透熱壁：絕熱壁：絕熱壁： 經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后， A，B必然也達(dá)到了必然也達(dá)到了“共同的熱平衡態(tài)共同的熱平衡態(tài)”。3，溫度，溫度由熱平衡定律可知，處于熱平衡的二個(gè)由熱平衡定律可知，處于熱平衡的二個(gè)(或多個(gè)或多個(gè))系統(tǒng)系統(tǒng)(物體物體)有共同的熱平衡態(tài)，有共同的熱平衡態(tài)，所以，二個(gè)系統(tǒng)所以，二個(gè)系統(tǒng)(物體物體)必有一個(gè)共同的必有一個(gè)共同的 狀態(tài)參量或狀態(tài)函數(shù)。狀態(tài)參量或狀態(tài)函數(shù)。經(jīng)驗(yàn)表明，這個(gè)狀態(tài)參量或狀態(tài)函數(shù)經(jīng)驗(yàn)表明，這個(gè)狀態(tài)參量或狀態(tài)函數(shù) 就是就是“溫度溫度”。 熱平衡定律又稱為熱平衡定律又稱為“熱力學(xué)第零定律熱力學(xué)第零定律”。在不同的階段，在不同的階段，

22、“溫度溫度”有不同的定義。有不同的定義。,BA ,AAp V,BBp V在四個(gè)獨(dú)立的在四個(gè)獨(dú)立的之中加一個(gè)約束條件，之中加一個(gè)約束條件，即它們之間產(chǎn)生一個(gè)函數(shù)關(guān)系即它們之間產(chǎn)生一個(gè)函數(shù)關(guān)系(,)0ABAABBfp Vp V解之得解之得(,)AABABBpFVp Va.同理同理CA 產(chǎn)生一個(gè)函數(shù)關(guān)系產(chǎn)生一個(gè)函數(shù)關(guān)系(,)0ACAACCfp Vp V解之得解之得(,)AACACCpFVp Vb.合起來(lái)得合起來(lái)得(,)(,)ABABBACACCFVp VFVp Vc.(,)(,)ABABBACACCFVp VFVp VCB 產(chǎn)生函數(shù)關(guān)系產(chǎn)生函數(shù)關(guān)系(,)0BCBBCCfp Vp V它與上式應(yīng)同時(shí)成立

23、，它與上式應(yīng)同時(shí)成立， 故故 是不必要的，因此是不必要的，因此AV(,)(,)BBBCCCgp Vgp V(,)(,)BBBCCCgp Vgp V關(guān)系式關(guān)系式的每一邊都表示一個(gè)熱力學(xué)函數(shù)。的每一邊都表示一個(gè)熱力學(xué)函數(shù)。此式表明，兩個(gè)系統(tǒng)此式表明，兩個(gè)系統(tǒng)熱平衡熱平衡時(shí)，存在一個(gè)時(shí)，存在一個(gè)互相相等互相相等的熱力學(xué)量。的熱力學(xué)量。這個(gè)熱力學(xué)量叫這個(gè)熱力學(xué)量叫溫度溫度。熱力學(xué)第熱力學(xué)第 0 定律定律CABA,CB 兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)熱平衡，兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)熱平衡，則這兩個(gè)系統(tǒng)相互熱平衡。則這兩個(gè)系統(tǒng)相互熱平衡。溫度計(jì)溫度計(jì)1.用建立熱平衡的方法測(cè)量溫度。用建立熱平衡的方法測(cè)量溫度。2

24、. 利用幾何量或物理量的變化，利用幾何量或物理量的變化，指示溫度的變化。指示溫度的變化。3. 選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)溫物質(zhì)標(biāo)定溫度。選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)溫物質(zhì)標(biāo)定溫度。理想氣體溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)。理想氣體溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)。4，理想氣體，理想氣體溫標(biāo)溫標(biāo)，溫度的定量測(cè)量，溫度的定量測(cè)量理想氣體溫理想氣體溫(度度)標(biāo)標(biāo)(準(zhǔn)準(zhǔn))規(guī)定，規(guī)定， 水的三相點(diǎn)溫度為：水的三相點(diǎn)溫度為： T = 273.16 K溫度標(biāo)準(zhǔn)溫度標(biāo)準(zhǔn)（1）理想氣體溫標(biāo)）理想氣體溫標(biāo) “273.16K”給出了溫度的一個(gè)給出了溫度的一個(gè)“基準(zhǔn)點(diǎn)基準(zhǔn)點(diǎn)”， 一個(gè)一個(gè)“對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)”，一把，一把“尺子尺子”。 “273.16K”是經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)歸納出來(lái)的是經(jīng)

25、多次實(shí)驗(yàn)歸納出來(lái)的 ！ 實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 發(fā)發(fā) 現(xiàn)現(xiàn) ：對(duì)理想氣體，當(dāng)其溫度對(duì)理想氣體，當(dāng)其溫度T = 273.16 K時(shí)時(shí),此時(shí)其體積此時(shí)其體積V =Vt，使其壓強(qiáng)使其壓強(qiáng) pt0，然后，保持其體積不變（為然后，保持其體積不變（為Vt），），（2）通過(guò)理想氣體，測(cè)第三方的溫度）通過(guò)理想氣體，測(cè)第三方的溫度 該理想氣體在吸熱升溫過(guò)程中，該理想氣體在吸熱升溫過(guò)程中， (比如與被測(cè)物體的熱接觸過(guò)程中比如與被測(cè)物體的熱接觸過(guò)程中) 有以下規(guī)律：有以下規(guī)律：0273.16KlimtptpTp那么，當(dāng)理想氣體與被測(cè)物體達(dá)成熱平衡時(shí)，那么，當(dāng)理想氣體與被測(cè)物體達(dá)成熱平衡時(shí)， 依此正比關(guān)系，通過(guò)對(duì)依此正比關(guān)系，通

26、過(guò)對(duì) 可測(cè)量可測(cè)量 p 的測(cè)量，的測(cè)量， 可得到理想氣體溫度可得到理想氣體溫度 T，再依熱平衡定律，再依熱平衡定律， 從而也就得到了被測(cè)物體的溫度從而也就得到了被測(cè)物體的溫度 T。 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)水銀實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)水銀(汞柱汞柱)， 在外界壓強(qiáng)在外界壓強(qiáng) pout 0時(shí)，時(shí)， 比如，抽成真空，比如，抽成真空，水銀體積與溫度的關(guān)系為：水銀體積與溫度的關(guān)系為：0273.16KlimoutptVTV其中，其中，Vt 為溫度為溫度 T =273.16 K 時(shí)，時(shí)， 水銀水銀(汞柱汞柱)的體積。的體積。（3）通過(guò)水銀）通過(guò)水銀(汞柱汞柱)，測(cè)第三方的溫度，測(cè)第三方的溫度這樣，通過(guò)水銀這樣，通過(guò)水銀(汞柱汞柱

27、)的體積，可知第三方的溫度。的體積，可知第三方的溫度。1. 建立溫度計(jì)與被測(cè)建立溫度計(jì)與被測(cè) 系統(tǒng)的系統(tǒng)的熱平衡熱平衡。 水銀溫度計(jì)水銀溫度計(jì)2. 選擇選擇水銀柱長(zhǎng)水銀柱長(zhǎng)隨溫隨溫 度變化指示溫度。度變化指示溫度。01020303. 用水的用水的三相點(diǎn)三相點(diǎn)作攝作攝 氏氏零度零度。沸點(diǎn)為。沸點(diǎn)為 100。確定溫標(biāo)。確定溫標(biāo)。四、物態(tài)方程四、物態(tài)方程1，簡(jiǎn)單系統(tǒng)物態(tài)方程的一般形式，簡(jiǎn)單系統(tǒng)物態(tài)方程的一般形式(,)0fpVT1VpTVpTpTV 自然有以下關(guān)系自然有以下關(guān)系: 附錄式附錄式(A.6)(,)ppVT比如：比如：物態(tài)方程：物態(tài)方程：平衡態(tài)下熱力學(xué)系統(tǒng)各狀態(tài)量之間平衡態(tài)下熱力學(xué)系統(tǒng)各狀態(tài)

28、量之間的函數(shù)關(guān)系的函數(shù)關(guān)系例題例題: 設(shè)設(shè) x, y, z 為三個(gè)變量，其中任意兩個(gè)是獨(dú)立變?yōu)槿齻€(gè)變量，其中任意兩個(gè)是獨(dú)立變量。量。 具有具有 f (x,y,z) = 0 形式。形式。證明：證明：zzxyyx)()( 1xyzyzzxyx)()()( 1 yxzxzzyyx)()()(消去兩式中的消去兩式中的dy得：得：01 dzzxzyyxdxxyyxyxzzz)()()()()( 其中其中x和和z 是獨(dú)立變量，上式普遍成立，則是獨(dú)立變量，上式普遍成立，則dx,dz的系數(shù)恒為零。的系數(shù)恒為零。解：解： 函數(shù)可表為：函數(shù)可表為：),(),(),(yxzzzxyyzyxx 選擇前兩個(gè)獨(dú)立變量時(shí)，

29、則有全微分選擇前兩個(gè)獨(dú)立變量時(shí)，則有全微分:dzzxdyyxdxyz)()( dzzydxxydyxz)()( VxpyTz() () ()1TVpVpTpTV 得：得：zzxyyx)()( 1zxxzyxyzyzyyxzx)()()()()( 1 yxzxzzyyx)()()(1VppT壓強(qiáng)系數(shù)壓強(qiáng)系數(shù)1TTVVp 等溫壓縮系數(shù)等溫壓縮系數(shù)2，熱力學(xué)系統(tǒng)的三個(gè)系數(shù)，熱力學(xué)系統(tǒng)的三個(gè)系數(shù)1pVVT體體(膨膨)脹系數(shù)脹系數(shù)自然有：自然有：Tp 注意：三個(gè)系數(shù)注意：三個(gè)系數(shù) 、T 一般可由實(shí)驗(yàn)測(cè)定一般可由實(shí)驗(yàn)測(cè)定 3，理想氣體，理想氣體系統(tǒng)的物態(tài)方程，理想氣體，理想氣體系統(tǒng)的物態(tài)方程n mol 理

30、想氣體的物態(tài)方程為：理想氣體的物態(tài)方程為：p V = n R T其中，其中，R = 8.3145 J mol-1 K-1 稱稱 “摩爾氣體常量摩爾氣體常量”。理想氣體：理想氣體：嚴(yán)格遵守玻意耳定律、焦耳定律和阿佛伽嚴(yán)格遵守玻意耳定律、焦耳定律和阿佛伽德羅定律的氣體，稱德羅定律的氣體，稱“理想氣體理想氣體”。理想氣體的微觀粒子為理想氣體的微觀粒子為“剛性質(zhì)點(diǎn)剛性質(zhì)點(diǎn)”， 各微觀粒子間無(wú)任何相互作用。各微觀粒子間無(wú)任何相互作用。下面根據(jù)玻意耳定律、阿佛伽德羅定律和理想下面根據(jù)玻意耳定律、阿佛伽德羅定律和理想氣體溫標(biāo)，導(dǎo)出理想氣體的物態(tài)方程。氣體溫標(biāo)，導(dǎo)出理想氣體的物態(tài)方程。1662年，玻意耳年，玻

31、意耳(Boyle)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于給定質(zhì)量的氣體在發(fā)現(xiàn)，對(duì)于給定質(zhì)量的氣體在溫度不變時(shí)，其壓力溫度不變時(shí)，其壓力 p 和體積和體積 V 乘積是一個(gè)常數(shù)乘積是一個(gè)常數(shù)p V = C 這被稱為玻意耳定律。這被稱為玻意耳定律。 選擇具有固定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過(guò)一個(gè)等選擇具有固定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過(guò)一個(gè)等容過(guò)程和一個(gè)等溫過(guò)程，由容過(guò)程和一個(gè)等溫過(guò)程，由變到變到，其中，其中),(111TVp),(212TVp),(222TVppV),(212TVp222II(,)p V T111I(,)p V T狀態(tài)變化狀態(tài)變化 111,TVp222,TVp1122pTTp 1體積不變體積不變 21,TV2p2. 不變，壓力變?yōu)?/p>

32、不變，壓力變?yōu)?2T2p2212pVVp 111222TVpTVp在相同的溫度和壓力之下，相等體積所含各種氣在相同的溫度和壓力之下，相等體積所含各種氣體的摩爾數(shù)相等。這稱為阿伏伽德羅定律。體的摩爾數(shù)相等。這稱為阿伏伽德羅定律。在氣體的壓力趨于零的極限條件下，阿氏定律是正在氣體的壓力趨于零的極限條件下，阿氏定律是正確的。因此，在摩爾數(shù)相同時(shí)對(duì)于各種理想氣體確的。因此，在摩爾數(shù)相同時(shí)對(duì)于各種理想氣體 TpV是相等的是相等的 。實(shí)驗(yàn)測(cè)得在冰點(diǎn)實(shí)驗(yàn)測(cè)得在冰點(diǎn)(T273.15K)和和1atm下，理想氣下，理想氣體的摩爾體積為體的摩爾體積為 m3mol-1由此可得由此可得 8.3145Jmol-1K-1因

33、此，對(duì)于因此，對(duì)于1mol理想氣體，物態(tài)方程為理想氣體，物態(tài)方程為 n mol理想氣體的物態(tài)方程則為理想氣體的物態(tài)方程則為 3010414.22v000TVpR RTpV nRTpV 與分子間斥力與分子間斥力有關(guān)的修正項(xiàng)有關(guān)的修正項(xiàng) 與分子間與分子間吸引力有關(guān)吸引力有關(guān) 修正項(xiàng)修正項(xiàng)4，范德瓦耳斯，范德瓦耳斯 氣體，范德瓦爾斯氣體，范德瓦爾斯 方程方程n mol 范氏氣體的物態(tài)方程為：范氏氣體的物態(tài)方程為：nRTnbVVanp221n R TpV5，昂尼斯方程，昂尼斯方程昂尼斯昂尼斯 將將 理想氣體方程理想氣體方程 展開展開 為為 級(jí)數(shù)，級(jí)數(shù)， 以接近實(shí)際氣體：以接近實(shí)際氣體：21( )( )

34、 .nRTnnpB TC TVVV其中，其中，B(T)，C(T) . 分別為分別為 第一，第二第一，第二 維里系數(shù)。維里系數(shù)。6，簡(jiǎn)單固體和液體的物態(tài)方程，簡(jiǎn)單固體和液體的物態(tài)方程簡(jiǎn)單固體和液體的一般特點(diǎn)：簡(jiǎn)單固體和液體的一般特點(diǎn)： 其體脹系數(shù)其體脹系數(shù) 和和 等溫壓縮系數(shù)等溫壓縮系數(shù) T 只是只是 溫度的函數(shù)，與外界壓強(qiáng)幾乎溫度的函數(shù)，與外界壓強(qiáng)幾乎(近似近似)無(wú)關(guān)；無(wú)關(guān)； 在一定的溫度范圍內(nèi)在一定的溫度范圍內(nèi)(比如室溫范圍比如室溫范圍)， 其體脹系數(shù)其體脹系數(shù) 和和 等溫壓縮系數(shù)等溫壓縮系數(shù) T 可近似看做常數(shù)?？山瓶醋龀?shù)。 取簡(jiǎn)單固體和液體的物態(tài)方程為：取簡(jiǎn)單固體和液體的物態(tài)方程為：

35、 VV（T，p）pTVVdVdTdppT 則有：則有：TVdTVk dp 可得：可得： T1dVdTk dpV 考慮簡(jiǎn)單固體和液體的特點(diǎn)考慮簡(jiǎn)單固體和液體的特點(diǎn)“”、“”， 對(duì)對(duì)“”式二端積分可得室溫范圍內(nèi)的物態(tài)方程：式二端積分可得室溫范圍內(nèi)的物態(tài)方程：ln T0CVTkp 設(shè)：在室溫范圍內(nèi)，設(shè)：在室溫范圍內(nèi)， 當(dāng)當(dāng)TT0，p0時(shí)，時(shí)，測(cè)得：測(cè)得：VV0（T0，0） 將上述已知條件代入將上述已知條件代入“”式，可得：式，可得： ln0000VTC,0-T 這樣可得物態(tài)方程為：這樣可得物態(tài)方程為：000ln()(,0)TVTTk pV T x0()00(,0)TTTkpVeVT 將將 “ ex

36、”在在 x0 處做泰勒展開，處做泰勒展開， 取至一級(jí)小量，取至一級(jí)小量，則有則有： ex 1 x200011( )= ()()()()().1!2!00f xf xf xx- xfxx- x 函數(shù)函數(shù) f (x) 在在 xx0 處的泰勒展開式：處的泰勒展開式：000( ,),01()TV TpVTTTp其中，系數(shù)其中，系數(shù) 、T 可由實(shí)驗(yàn)測(cè)定?？捎蓪?shí)驗(yàn)測(cè)定。 這樣，簡(jiǎn)單固體和液體的物態(tài)方程為：這樣，簡(jiǎn)單固體和液體的物態(tài)方程為：S7，順磁性固體的物態(tài)方程，居里定律，順磁性固體的物態(tài)方程，居里定律（1）電流環(huán)的磁矩：）電流環(huán)的磁矩：I磁矩的大?。捍啪氐拇笮。簃0 I S (安安米米2) 原子核具有

37、原子核具有內(nèi)稟內(nèi)稟(本身固有本身固有)自旋磁矩自旋磁矩，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電子的總矩磁，可忽略不計(jì)。但遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電子的總矩磁，可忽略不計(jì)。（2）物質(zhì)的磁性：）物質(zhì)的磁性：來(lái)源于原子的磁矩來(lái)源于原子的磁矩原子中的電子具有原子中的電子具有內(nèi)稟內(nèi)稟(本身固有本身固有)自旋磁矩自旋磁矩，電子繞原子核運(yùn)動(dòng)具有電子繞原子核運(yùn)動(dòng)具有軌道磁矩軌道磁矩，電子的自旋磁矩與軌道磁矩互相耦合，電子的自旋磁矩與軌道磁矩互相耦合， 構(gòu)成構(gòu)成電子的總磁矩電子的總磁矩。 所以，原子的磁矩由電子的總矩磁決定。所以，原子的磁矩由電子的總矩磁決定。 當(dāng)原子結(jié)合成分子和固體時(shí)，多數(shù)情況下電子的當(dāng)原子結(jié)合成分子和固體時(shí)，多數(shù)情況下電子的磁矩將互

38、相抵消，使分子中的總電子磁矩等于零而磁矩將互相抵消，使分子中的總電子磁矩等于零而對(duì)外界不顯示磁性對(duì)外界不顯示磁性(呈抗磁性呈抗磁性)。 這是因?yàn)楦鶕?jù)泡利不相容原理，一個(gè)分子軌道中這是因?yàn)楦鶕?jù)泡利不相容原理，一個(gè)分子軌道中只能容納兩個(gè)自旋相反的電子，如果分子中所有分子只能容納兩個(gè)自旋相反的電子，如果分子中所有分子軌道都已軌道都已成對(duì)地填滿成對(duì)地填滿，它們的自旋磁矩將完全抵消而，它們的自旋磁矩將完全抵消而使分子使分子(固體固體)的磁矩為零。的磁矩為零。所以，絕大多數(shù)物質(zhì)不帶有磁性所以，絕大多數(shù)物質(zhì)不帶有磁性(呈抗磁性呈抗磁性)。（3）順磁性物質(zhì)及其物態(tài)方程）順磁性物質(zhì)及其物態(tài)方程(居里定律居里定律

39、)： 對(duì)某些物質(zhì)，當(dāng)原子組成分子或固體時(shí)，對(duì)某些物質(zhì)，當(dāng)原子組成分子或固體時(shí)，分子、離子或自由基中含有一個(gè)或幾個(gè)未成對(duì)分子、離子或自由基中含有一個(gè)或幾個(gè)未成對(duì)電子，它們的磁矩不能互相抵消，將構(gòu)成總電電子，它們的磁矩不能互相抵消，將構(gòu)成總電子磁矩。子磁矩。 含有這種未成對(duì)電子的原子、離子、分子、含有這種未成對(duì)電子的原子、離子、分子、自由基等順磁性粒子的物質(zhì)，將對(duì)外界顯示磁性，自由基等順磁性粒子的物質(zhì)，將對(duì)外界顯示磁性，為為“順磁性物質(zhì)順磁性物質(zhì)”。 將順磁性物質(zhì)放入外磁場(chǎng)中，將順磁性物質(zhì)放入外磁場(chǎng)中， 該物質(zhì)將被該物質(zhì)將被 “磁化磁化”M：?jiǎn)挝惑w積的磁矩，：?jiǎn)挝惑w積的磁矩， 稱稱“磁化強(qiáng)度磁化強(qiáng)

40、度”，安，安米米-1H：外磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度。：外磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度。其物態(tài)方程一般形式為：其物態(tài)方程一般形式為：(,)0fMHT實(shí)驗(yàn)測(cè)得，對(duì)某些順磁性固體，實(shí)驗(yàn)測(cè)得，對(duì)某些順磁性固體， 其其 M、H、T 的關(guān)系為：的關(guān)系為：HTCM 居里定律居里定律（物態(tài)方程）（物態(tài)方程）例題例題 P47 1.2 證明任何一種具有兩個(gè)獨(dú)立變量證明任何一種具有兩個(gè)獨(dú)立變量T、P的物質(zhì)，其物態(tài)方程可由實(shí)驗(yàn)測(cè)得體脹系數(shù)的物質(zhì)，其物態(tài)方程可由實(shí)驗(yàn)測(cè)得體脹系數(shù)及及等溫壓縮系數(shù)等溫壓縮系數(shù) T T，根據(jù)下述積分求得根據(jù)下述積分求得: :證明：證明：( , )VV T p( , )()()PTVVdV T pdTdpTp兩邊同除

41、兩邊同除V：11()()pTdVVVdTdpVVTVpdpdT積分：積分：ln()VdTdpln()VdTdp討論：討論：對(duì)理想氣體對(duì)理想氣體11Tp代入代入ln()VdTdpln()lnlnlndTdpVTpCTp得：得：所以物態(tài)方程：所以物態(tài)方程：pVCT例例已知某氣體的定壓膨脹系數(shù)和等溫壓縮系數(shù)為已知某氣體的定壓膨脹系數(shù)和等溫壓縮系數(shù)為),31 (12VTaT21(1)TapVT求此氣體的狀態(tài)方程。求此氣體的狀態(tài)方程。解：解：均勻系統(tǒng)有兩個(gè)獨(dú)立的狀態(tài)參量，取為均勻系統(tǒng)有兩個(gè)獨(dú)立的狀態(tài)參量，取為 p, T。V是它們的函數(shù)是它們的函數(shù)( , )VV p TpTVVdVdTdpTpTVdTVd

42、p1pVVT1TTVVp 22131(1)(1)dVaadTdpVTVTpVTdppdTVTaTVTaVTaVdV1)1 (31)1 (222)1 ()1 (311222VTaVdVdTVTaTVTadpp0TV),(lnlnVTpp ),(00VT),(VT)1 ()1 (31ln222VTaVdVdTVTaTVTapd的的全微分全微分全微分的積分與積分路徑無(wú)關(guān)。全微分的積分與積分路徑無(wú)關(guān)。12沿沿1)()1 (ln2TfVTaVdVp)()ln(2TfTaV求求)(Tf232)(1TaVdTTadVdTdTTdfdpp，即求微分，即求微分T 保持不變，積分上式得保持不變，積分上式得 )1

43、(2)1 ()(1232VTaVdTTaVTaVdVdTdTTdfdpp)1 ()1 (311222VTaVdVdTVTaTVTadpp比較比較)1 (31)1 (2)(2223VTaTVTaVTaVTadTTdfTdTTdf1)(CTTfln)(CTTaVpln)ln(ln2CTTaVp)(20TppVCTCTpVnRT2TapnRTpVTnRTpV 理想氣體理想氣體五、準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程，熱力學(xué)過(guò)程中的功五、準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程，熱力學(xué)過(guò)程中的功1，非靜態(tài)過(guò)程，非靜態(tài)過(guò)程一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)，經(jīng)一個(gè)熱力學(xué)過(guò)程，一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)，經(jīng)一個(gè)熱力學(xué)過(guò)程， 由一個(gè)平衡態(tài)到達(dá)另一個(gè)平衡態(tài)，由一個(gè)平衡態(tài)到達(dá)另一個(gè)平衡態(tài)，如果在上

44、述過(guò)程中，該系統(tǒng)所經(jīng)歷的每一個(gè)狀態(tài)，如果在上述過(guò)程中，該系統(tǒng)所經(jīng)歷的每一個(gè)狀態(tài)， 都不是平衡態(tài)，都不是平衡態(tài)，那么，這個(gè)過(guò)程就是一個(gè)那么，這個(gè)過(guò)程就是一個(gè)“非靜態(tài)過(guò)程非靜態(tài)過(guò)程”。 一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)處于非平衡態(tài)時(shí)，一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)處于非平衡態(tài)時(shí)，不能找到固定的狀態(tài)參量來(lái)描述該系統(tǒng)，不能找到固定的狀態(tài)參量來(lái)描述該系統(tǒng)，所以，非靜態(tài)過(guò)程不能用所以，非靜態(tài)過(guò)程不能用p-V 圖上的圖上的 一條曲線描述。一條曲線描述。即：該系統(tǒng)不存在固定的狀態(tài)參量，即：該系統(tǒng)不存在固定的狀態(tài)參量，或者說(shuō)，不能用狀態(tài)參量描述非平衡態(tài)系統(tǒng)。或者說(shuō)，不能用狀態(tài)參量描述非平衡態(tài)系統(tǒng)。實(shí)際過(guò)程都是非靜態(tài)過(guò)程。實(shí)際過(guò)程都是非靜態(tài)過(guò)程。

45、一個(gè)典型的非靜態(tài)過(guò)程：一個(gè)典型的非靜態(tài)過(guò)程： 氣體向真空的自由膨脹氣體向真空的自由膨脹2，準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程，準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)，經(jīng)一個(gè)一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)，經(jīng)一個(gè)無(wú)限緩慢無(wú)限緩慢的過(guò)程，的過(guò)程， 由一個(gè)平衡態(tài)到達(dá)另一個(gè)平衡態(tài)。由一個(gè)平衡態(tài)到達(dá)另一個(gè)平衡態(tài)。在上述過(guò)程中，該系統(tǒng)所經(jīng)歷的每一個(gè)狀態(tài)，在上述過(guò)程中，該系統(tǒng)所經(jīng)歷的每一個(gè)狀態(tài)， 都可以看作是平衡態(tài)都可以看作是平衡態(tài)， 那么，這個(gè)過(guò)程那么，這個(gè)過(guò)程就可作為就可作為“準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程”。 準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程是一個(gè)理想的極限過(guò)程。準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程是一個(gè)理想的極限過(guò)程。 所以，所以，準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程都對(duì)應(yīng)準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程都對(duì)應(yīng)p-V 圖上的一條曲線，圖上的一條曲線， 由于

46、準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程中的每一個(gè)狀態(tài)都是平衡態(tài)，由于準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程中的每一個(gè)狀態(tài)都是平衡態(tài)，即：每個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程都能在即：每個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程都能在p-V 圖上圖上 找到（畫出）一條曲線。找到（畫出）一條曲線。 反之，反之，p-V 圖上的每一條曲線，圖上的每一條曲線， 都是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。都是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。所以，所以，p-V 圖上的每一條曲線，圖上的每一條曲線， 都是時(shí)間無(wú)限長(zhǎng)的熱力學(xué)過(guò)程。都是時(shí)間無(wú)限長(zhǎng)的熱力學(xué)過(guò)程。準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程的判據(jù)（一個(gè)舉例）：準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程的判據(jù)（一個(gè)舉例）：以一定速度移動(dòng)以一定速度移動(dòng) 圓筒的圓筒的 活塞，活塞， 使筒內(nèi)氣體使筒內(nèi)氣體 體積體積 改變改變 V。 若氣體體積改變?nèi)魵怏w體積改變 V 所需的時(shí)

47、間，所需的時(shí)間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氣體恢復(fù)平衡態(tài)所需的馳豫時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氣體恢復(fù)平衡態(tài)所需的馳豫時(shí)間， 這個(gè)過(guò)程就可做為這個(gè)過(guò)程就可做為“準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程”。極快速移動(dòng)活塞：為極快速移動(dòng)活塞：為“非靜態(tài)過(guò)程非靜態(tài)過(guò)程”。極緩慢移動(dòng)活塞：可做為極緩慢移動(dòng)活塞：可做為“準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程”。 熱力學(xué)系統(tǒng)無(wú)限緩慢的變化過(guò)程，熱力學(xué)系統(tǒng)無(wú)限緩慢的變化過(guò)程， 為為“準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程”。 有哪些過(guò)程為有哪些過(guò)程為“非靜態(tài)過(guò)程非靜態(tài)過(guò)程”？ 有哪些過(guò)程為有哪些過(guò)程為“準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程”？1，所有實(shí)際過(guò)程，所有實(shí)際過(guò)程， 都是非靜態(tài)過(guò)程；都是非靜態(tài)過(guò)程； 階階 段段 總總 結(jié)結(jié)2，氣體向真空的，氣體向真空的

48、 自由膨脹過(guò)程，自由膨脹過(guò)程， 為非靜態(tài)過(guò)程；為非靜態(tài)過(guò)程；1，p-V 圖上任一曲線圖上任一曲線 對(duì)應(yīng)的過(guò)程，對(duì)應(yīng)的過(guò)程， 都是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程；都是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程；2，任何經(jīng)過(guò)時(shí)間，任何經(jīng)過(guò)時(shí)間 無(wú)限長(zhǎng)的過(guò)程無(wú)限長(zhǎng)的過(guò)程 (無(wú)限緩慢的過(guò)程無(wú)限緩慢的過(guò)程)， 都是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程；都是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程；所以，熱力學(xué)中，所以，熱力學(xué)中， 功的計(jì)算對(duì)象都是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。功的計(jì)算對(duì)象都是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。3，熱力學(xué)過(guò)程中的功，熱力學(xué)過(guò)程中的功 所以，對(duì)非靜態(tài)過(guò)程，所以，對(duì)非靜態(tài)過(guò)程，不能不能(無(wú)法無(wú)法)對(duì)功做出計(jì)算。對(duì)功做出計(jì)算。由于由于“功功”是過(guò)程量，是過(guò)程量，或者說(shuō)，熱力學(xué)中只或者說(shuō)，熱力學(xué)中只(能能)對(duì)準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程對(duì)準(zhǔn)靜態(tài)

49、過(guò)程 進(jìn)行進(jìn)行 “功功”的有關(guān)計(jì)算。的有關(guān)計(jì)算。接下來(lái)，對(duì)接下來(lái)，對(duì) 4 種準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程的種準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程的“功功”， 進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。（1）物體）物體(系統(tǒng)系統(tǒng))(氣體，液體或固體氣體，液體或固體) 在在無(wú)摩擦的準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程中無(wú)摩擦的準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程中的的“體積變化體積變化功功”：物體經(jīng)物體經(jīng) 無(wú)摩擦的準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程無(wú)摩擦的準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程 后，后， 體積變化了體積變化了 dV， 那么，在上述過(guò)程中，那么，在上述過(guò)程中，外界對(duì)物體外界對(duì)物體(系統(tǒng)系統(tǒng))做功為：做功為：d Wp d V 物體物體(系統(tǒng)系統(tǒng))對(duì)外界做功：對(duì)外界做功：dWdWpdV 符號(hào)約定：符號(hào)約定： W ：外界：外界(對(duì)系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng))做的功

50、做的功 W：系統(tǒng)：系統(tǒng)(對(duì)外界對(duì)外界)做的功做的功 自然有：自然有：WW Q ：系統(tǒng)的吸熱：系統(tǒng)的吸熱BAVVpdVW面積面積S10pVBpV面積面積S20A過(guò)程中，外界做功過(guò)程中，外界做功 W1=-S10外界凈功：外界凈功：W外界凈功外界凈功 = W1+W2 = S2 - S1 0 外界對(duì)系統(tǒng)作正功；外界對(duì)系統(tǒng)作正功；W 0 系統(tǒng)吸熱；系統(tǒng)吸熱；Q 0 系統(tǒng)內(nèi)能增加；系統(tǒng)內(nèi)能增加；U T0正向過(guò)程，正向過(guò)程，例例1，氣體的無(wú)摩擦準(zhǔn)靜態(tài)，氣體的無(wú)摩擦準(zhǔn)靜態(tài)等壓等壓(吸熱吸熱) 膨脹膨脹過(guò)程過(guò)程 導(dǎo)熱壁的導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱壁的導(dǎo)熱系數(shù)0， 保證準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程保證準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程pV(p0 V0 T0)(p0 V

51、1 T1)p0p0p0+Fp0p0p0p0外界變化：外界變化：逆向過(guò)程，逆向過(guò)程，T低溫低溫T2T1T2熱機(jī)熱機(jī)W凈凈Q1Q2熱力學(xué)系統(tǒng)熱力學(xué)系統(tǒng)(熱機(jī)，工作物質(zhì)熱機(jī)，工作物質(zhì)) 從高溫?zé)嵩次鼰幔簭母邷責(zé)嵩次鼰幔篞10 向低溫?zé)嵩捶艧幔合虻蜏責(zé)嵩捶艧幔篞20熱機(jī)效率：熱機(jī)效率：2111QWQQ凈 熱機(jī)對(duì)外做凈功：熱機(jī)對(duì)外做凈功：W凈凈=Q1-Q20Q1 = W凈凈 + Q22，逆向循環(huán)，逆向循環(huán)(致冷循環(huán)、致冷循環(huán)、耗功致冷耗功致冷循環(huán)循環(huán))， 制冷機(jī)，制冷系數(shù)制冷機(jī)，制冷系數(shù) pVT1T2T1T2冷機(jī)冷機(jī)W凈凈Q1Q2W凈凈0制冷系數(shù)：制冷系數(shù)：2212QQWQQ凈3，卡諾循環(huán)，卡諾熱機(jī)，卡

52、諾循環(huán)，卡諾熱機(jī)卡諾，一個(gè)具有科學(xué)家素質(zhì)的法國(guó)工程師卡諾，一個(gè)具有科學(xué)家素質(zhì)的法國(guó)工程師卡諾循環(huán)：卡諾循環(huán)：由兩條等溫線和由兩條等溫線和兩條絕熱線組成兩條絕熱線組成的的準(zhǔn)靜態(tài)準(zhǔn)靜態(tài)循環(huán)。循環(huán)。兩類卡諾循環(huán)：兩類卡諾循環(huán)： 可逆卡諾循環(huán)可逆卡諾循環(huán) 不可逆卡諾循環(huán)不可逆卡諾循環(huán)工作物質(zhì)：工作物質(zhì)：理想氣體理想氣體 且沒有散熱、漏氣情況且沒有散熱、漏氣情況熱源：只有兩個(gè)恒溫?zé)嵩礋嵩矗褐挥袃蓚€(gè)恒溫?zé)嵩垂ぷ餮h(huán)：卡諾循環(huán)工作循環(huán)：卡諾循環(huán)兩類卡諾熱機(jī)：兩類卡諾熱機(jī)： 可逆卡諾熱機(jī)：可逆卡諾熱機(jī)：工作循環(huán)為工作循環(huán)為“沒有摩擦的沒有摩擦的卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)”， 即即“可逆卡諾循環(huán)可逆卡諾循環(huán)”。不可逆卡諾

53、熱機(jī)：不可逆卡諾熱機(jī)：工作循環(huán)為工作循環(huán)為“有摩擦的有摩擦的卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)”， 即即“不可逆卡諾循環(huán)不可逆卡諾循環(huán)”?？ㄖZ熱機(jī)：卡諾熱機(jī)：為尋找提高熱機(jī)工作效率的方法，為尋找提高熱機(jī)工作效率的方法， 卡諾設(shè)想了一種理想熱機(jī)，卡諾設(shè)想了一種理想熱機(jī)， 即下述的即下述的“卡諾熱機(jī)卡諾熱機(jī)”。比如，卡諾根據(jù)對(duì)熱機(jī)的研究比如，卡諾根據(jù)對(duì)熱機(jī)的研究 結(jié)果，結(jié)果， 早于早于“第一定律第一定律”和和“第二定律第二定律” 得到了得到了“卡諾定理卡諾定理”卡諾熱機(jī)雖然是一個(gè)理想化的概念卡諾熱機(jī)雖然是一個(gè)理想化的概念(理想化的熱機(jī)理想化的熱機(jī)),同時(shí)又有實(shí)踐意義，同時(shí)又有實(shí)踐意義，但此概念即有理論意義，但此概念

54、即有理論意義，比如，比如，可逆卡諾熱機(jī)可逆卡諾熱機(jī)的效率給出了所有熱機(jī)的效率給出了所有熱機(jī)(不論不論可逆、不可逆、工作物質(zhì)、循環(huán)過(guò)程等可逆、不可逆、工作物質(zhì)、循環(huán)過(guò)程等)的效率上限。的效率上限。 卡諾熱機(jī)在熱力學(xué)理論和工程技術(shù)中占有重要地位卡諾熱機(jī)在熱力學(xué)理論和工程技術(shù)中占有重要地位3，理想氣體的無(wú)摩擦的，理想氣體的無(wú)摩擦的(正正)卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)(可逆卡諾循環(huán)可逆卡諾循環(huán))，可逆卡諾熱機(jī)可逆卡諾熱機(jī)的效率的效率pV1，與高溫源接觸，與高溫源接觸2，與高溫源分開，與高溫源分開3，與低溫源接觸，與低溫源接觸4，與低溫源分開，與低溫源分開1（p1，V1，T1）2（p2，V2，T1）3（p3，V3，

55、T2） 4（p4，V4，T2） T1 T 2T1T2等溫吸熱，膨脹等溫吸熱，膨脹等溫放熱，壓縮等溫放熱，壓縮內(nèi)壓高于外壓，絕熱膨脹內(nèi)壓高于外壓，絕熱膨脹外壓高于內(nèi)壓，絕熱壓縮外壓高于內(nèi)壓，絕熱壓縮可逆卡諾循環(huán)的分析：可逆卡諾循環(huán)的分析：211112lnVQnRTV等溫膨脹等溫膨脹1121223230 rrQT VT V,絕熱膨脹，降溫絕熱膨脹，降溫332434|lnVQnRTV等溫壓縮等溫壓縮1141124410 rrQT VT V,絕熱壓縮，升溫絕熱壓縮，升溫13WQQ 凈請(qǐng)自行分析請(qǐng)自行分析 各個(gè)階段中各個(gè)階段中 做功情況，并檢驗(yàn)上式！做功情況，并檢驗(yàn)上式！還可得到：還可得到：3214VV

56、VV 可逆卡諾熱機(jī)可逆卡諾熱機(jī)的效率：的效率：321213141211lnlnlnVVn R Tn R TQQVVQVn R TV211TT 強(qiáng)調(diào)：該強(qiáng)調(diào)：該 是是“理想氣體理想氣體”、“無(wú)摩無(wú)摩擦擦”、 “準(zhǔn)靜態(tài)準(zhǔn)靜態(tài)”卡諾循環(huán)的效率！卡諾循環(huán)的效率！ 即即“可逆卡諾循環(huán)的效率可逆卡諾循環(huán)的效率”！1（p1，V1，T1）2（p2，V2，T1）3（p3，V3，T2） 4（p4，V4，T2）4，理想氣體的無(wú)摩擦的逆卡諾循環(huán)，理想氣體的無(wú)摩擦的逆卡諾循環(huán)， 可逆卡諾制冷機(jī)的制冷系數(shù)可逆卡諾制冷機(jī)的制冷系數(shù)pVT1T2211121lnVQnRTV332443lnVQnRTV1121 22 3320,

57、 rrQTVTV1141 124140, rrQTVTV可逆卡諾制冷機(jī)的分析：可逆卡諾制冷機(jī)的分析：13WQQ凈還可得到：還可得到：4312VVVV可逆卡諾制冷機(jī)的制冷系數(shù)：可逆卡諾制冷機(jī)的制冷系數(shù)：324313321214lnlnlnVnR TVQQQVVnR TnR TVV212TTT5，卡諾定理，卡諾定理可逆卡諾循環(huán)、卡諾熱機(jī)可逆卡諾循環(huán)、卡諾熱機(jī) 只是只是 其中的一種情況其中的一種情況任意可逆循環(huán)任意可逆循環(huán)（1）在相同的高溫源）在相同的高溫源(T1)和相同的低溫源和相同的低溫源(T2)之間之間 工作的一切工作的一切可逆熱機(jī)可逆熱機(jī) ，其效率都相等其效率都相等， 與工作物質(zhì)無(wú)關(guān)與工作物

58、質(zhì)無(wú)關(guān)。推論：由可逆卡諾熱機(jī)的效率可知，推論：由可逆卡諾熱機(jī)的效率可知， 上述上述所有可逆熱機(jī)所有可逆熱機(jī)的效率均為：的效率均為：211TT211TT211,QQ 由：由：（2）在相同的高溫源）在相同的高溫源(T1)和相同的低溫源和相同的低溫源(T2)之間之間 工作的一切工作的一切不可逆熱機(jī)不可逆熱機(jī) ， 其效率其效率 都不可能大于都不可能大于可逆熱機(jī)可逆熱機(jī)的效率的效率 ，得：得：221111QTQT其中，其中，“=”對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)“可逆熱機(jī)可逆熱機(jī)”； “T2T1T2熱機(jī)熱機(jī)Q1Q2Q2高溫源高溫源T1：放熱：放熱：Q1=W凈凈 + Q2低溫源低溫源T2：沒任何變化沒任何變化吸熱：吸熱：Q2（2

59、）若若“開氏表述開氏表述”不成立，不成立， 即：熱可以完全變成功，即：熱可以完全變成功， 同時(shí)不造成外界變化，同時(shí)不造成外界變化，那么，那么，可推出可推出“克氏表述克氏表述”也不成立，也不成立， 即：熱量可以自動(dòng)地即：熱量可以自動(dòng)地(不需外界幫助，不需外界幫助， 從而不造成外界變化從而不造成外界變化)從低溫?zé)嵩磸牡蜏責(zé)嵩?傳到高溫?zé)嵩础鞯礁邷責(zé)嵩础?熱機(jī)熱機(jī)致冷機(jī)致冷機(jī)Q2Q1A高溫?zé)嵩捶艧幔焊邷責(zé)嵩捶艧幔篈高溫?zé)嵩次鼰幔焊邷責(zé)嵩次鼰幔?Q1 = A+Q2高溫?zé)嵩醋罱K凈吸熱：高溫?zé)嵩醋罱K凈吸熱：= Q2低溫?zé)嵩捶艧幔旱蜏責(zé)嵩捶艧幔篞2T1T2T1T2Q2自動(dòng)地傳到了高溫源！自動(dòng)地傳到了高溫源

60、！Q1 A 5，自發(fā)，自發(fā)(自動(dòng)、自然自動(dòng)、自然)過(guò)程的方向性過(guò)程的方向性第二定律指出了第二定律指出了“熱功轉(zhuǎn)換熱功轉(zhuǎn)換”的方向性的方向性(開氏表述開氏表述)：熱熱非自發(fā)非自發(fā)功，功， 不能不能 100% 轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換，“熱機(jī)的工作熱機(jī)的工作”自發(fā)自發(fā)功功熱，熱， 100 % 轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換，“熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)”還還指出了指出了“熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)”的方向性的方向性(克氏表述克氏表述)：高溫高溫自動(dòng)自動(dòng)低溫低溫低溫低溫非自動(dòng)非自動(dòng)高溫高溫 （外界做功）（外界做功）自發(fā)過(guò)程：指可以自動(dòng)發(fā)生的熱力學(xué)過(guò)程。自發(fā)過(guò)程：指可以自動(dòng)發(fā)生的熱力學(xué)過(guò)程。 第二定律指出了自發(fā)過(guò)程的變化方向第二定律指出了自發(fā)過(guò)程的變