熱力學(xué)復(fù)習(xí)知識點匯總

1、概念部分匯總復(fù)習(xí)第一章熱力學(xué)的基本規(guī)律1、熱力學(xué)與統(tǒng)計物理學(xué)所研究的對象：由大量微觀粒子組成的宏觀物質(zhì)系統(tǒng)其中所要研究的系統(tǒng)可分為三類孤立系：與其他物體既沒有物質(zhì)交換也沒有能量交換的系統(tǒng)；閉系：與外界有能量交換但沒有物質(zhì)交換的系統(tǒng)；開系：與外界既有能量交換又有物質(zhì)交換的系統(tǒng)。2、熱力學(xué)系統(tǒng)平衡狀態(tài)的四種參量：幾何參量、力學(xué)參量、化學(xué)參量和電磁參量。3、一個物理性質(zhì)均勻的熱力學(xué)系統(tǒng)稱為一個相；根據(jù)相的數(shù)量，可以分為單相系和復(fù)相系。4、 熱平衡定律（熱力學(xué)第零定律）：如果兩個物體各自與第三個物體達到熱平衡，它們彼此也處在熱平衡.5、符合玻意耳定律、阿氏定律和理想氣體溫標(biāo)的氣體稱為理想氣體。6、 范

2、德瓦爾斯方程是考慮了氣體分子之間的相互作用力（排斥力和吸引力），對理想氣體狀態(tài)方程作了修 正之后的實際氣體的物態(tài)方程。7、準(zhǔn)靜態(tài)過程：過程由無限靠近的平衡態(tài)組成，過程進行的每一步，系統(tǒng)都處于平衡態(tài)。8準(zhǔn)靜態(tài)過程外界對氣體所作的功：dW pdV，外界對氣體所作的功是個過程量。9、 絕熱過程：系統(tǒng)狀態(tài)的變化完全是機械作用或電磁作用的結(jié)果而沒有受到其他影響。絕熱過程中內(nèi)能U 是一個態(tài)函數(shù)：W二U B -U A10、熱力學(xué)第一定律（即能量守恒定律）表述：任何形式的能量，既不能消滅也不能創(chuàng)造，只能從一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式，在轉(zhuǎn)換過程中能量的總量保持恒定；熱力學(xué)表達式：UB _uA =W Q ；微分形式

3、：dU = dQ dW11、 態(tài)函數(shù)焓 h： H =UpV，等壓過程：H = . U - p V，與熱力學(xué)第一定律的公式一比較即得：等壓過程系統(tǒng)從外界吸收的熱量等于態(tài)函數(shù)焓的增加量。12、 焦耳定律：氣體的內(nèi)能只是溫度的函數(shù)，與體積無關(guān)，即U =U （T）。f-*1 I 13定壓熱容比：Cp = ；定容熱容比：CV公式：Cp - CV = nRP 0 丿p._VpY-114、 絕熱過程的狀態(tài)方程：pV = con st； TV = con st； =const。15、 卡諾循環(huán)過程由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成。正循環(huán)為卡諾熱機，效率r =1 _衛(wèi)，逆循環(huán)為卡諾制冷機，效率為（只能用于卡諾熱

4、機）16、熱力學(xué)第二定律：克勞修斯表述：不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化（表明熱傳導(dǎo)過程是不可逆的）；開爾文（湯姆孫）表述：不可能從單一熱源吸收熱量使之完全變成有用的功而不引起其他變化（表明 功變熱的過程是不可逆的）；另一種開氏表述：第二類永動機不可能造成的。17、無摩擦的準(zhǔn)靜態(tài)過程是可逆過程。18、 卡諾定理：所有工作于兩個一定溫度與T2之間的熱機，以可逆機的效率為最高。并且所有的可逆機的效率 都相等=1 -互，與工作物質(zhì)無關(guān)，只與熱源溫度有關(guān)。T219、 熱機的效率：二Qz，Q為熱機從高溫?zé)嵩次盏臒崃?，Q為熱機在低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃?。Q120、 克勞修斯等式與不等式：Q1

5、 Qz _ 0。T1Tz21、可逆熱力學(xué)過程：.亞 =0，不可逆熱力學(xué)過程也:0。L TL T22、 熱力學(xué)基本方程：dU =TdS - pdV。23、 熵函數(shù)是一個廣延量，具有可加性；對于可逆過程，熵s是一個態(tài)函數(shù)，積分與路徑無關(guān)；對于絕熱過程中，熵永不減少。24、 理想氣體的熵函數(shù) S： s =nCv lnT nRlnV S ； S = nCplnT nRIn p S0。25、熵增加原理：系統(tǒng)經(jīng)過可逆絕熱過程后熵不變，經(jīng)過不可逆絕熱過程后熵增加，在絕熱條件下熵減少 的過程是不可能實現(xiàn)的。熵增加原理用來判斷過程進行的方向和限度。26、 孤立系統(tǒng)內(nèi)所發(fā)生的過程的方向就是熵增加的方向，若系統(tǒng)經(jīng)絕

6、熱過程后熵不變，則此過程是可逆的; 若熵增加，則此過程是不可逆的。27、熵是系統(tǒng)中微觀粒子作無規(guī)則運動的混亂程度的量度。28、 在等溫等容過程中，系統(tǒng)的自由能(F =U -TS )永不增加，系統(tǒng)發(fā)生的不可逆過程總是朝著自由能減少的方向進行；在等溫等壓過程中，吉布斯函數(shù)(G二U -TS - pV )永不增加，系統(tǒng)發(fā)生的不可逆過程總是朝著吉布斯函數(shù)減少的方向進行。第二章均勻物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)1、內(nèi)能、焓、自由能和吉布斯函數(shù)的全微分:VdH =TdS Vdp ； dG - -SdT Vdp ； dF - -SdT - pdV ； dU =TdS - pdV2、麥?zhǔn)详P(guān)系:：p S：S:S3、獲得低溫的方

7、法主要有節(jié)流過程和絕熱膨脹過程；節(jié)流過程前后氣體的溫度發(fā)生了變化，這個效應(yīng)稱之為：焦耳-湯姆孫效應(yīng)；對于理想氣體，節(jié)流過程前后溫度不變。4、受熱的物體會輻射電磁波，叫做熱輻射；熱平衡輻射體對電磁波的吸收和輻射達到平衡，熱輻射的特性 只取決于輻射體的溫度，與輻射體的其他性質(zhì)無關(guān)，所以說平衡輻射下，輻射體具有固定的溫度。計算及證明題：習(xí)題1.2試證明任何一種具有兩個獨立參量的物質(zhì)T, p,其物態(tài)方程可由實驗測得的體脹系數(shù)a及等溫1 1壓縮系數(shù)-t ,根據(jù)下述積分求得：l nV二(dT-“dp)如果t，試求物態(tài)方程。Tp解：因為f(T,V,p)=O,所以，我們可寫成V =V(T,p),由此，*()T

8、eV刃1 eVdV=V)pdT W)Tdp，因為：=v?)p/T-J /所以， dV 二V： dT V Tdp,dT - .Tdp所以，lnV = - d _ tdp ,當(dāng)=1/T,、t =1/p.dT dp、，“,得到:pV = CTT p1(8V、11H 1a =1三一一 != 一，則該物質(zhì)的物態(tài)方程為V0丿pTTV即丿Tp第一章例題1和3,作業(yè)題:1.1,1.2,1.16,1.21例題1.3 :假設(shè)一物質(zhì)的體漲系數(shù)和等溫壓縮系數(shù)經(jīng)過實驗測得為:第二章例題2和作業(yè)題：2.2，2.4，2.12概念部分匯總復(fù)習(xí)第三章單元系的相變1、孤立系統(tǒng)達到平衡態(tài)的時候，系統(tǒng)的熵處于極大值狀態(tài)，這是孤立系統(tǒng)

9、平衡態(tài)的判據(jù)；如果極大值不止 一個，則當(dāng)系統(tǒng)處于較小的極大值的時候，系統(tǒng)處于亞穩(wěn)平衡態(tài)。2 孤立系統(tǒng)處在穩(wěn)定平衡態(tài)的充要條件是：AS ：: 0 ；等溫等容系統(tǒng)處在穩(wěn)定平衡態(tài)的充要條件是：:F . 0；等溫等壓系統(tǒng)處在穩(wěn)定平衡態(tài)的充要條件是：G 0。3、 當(dāng)系統(tǒng)對于平衡狀態(tài)而發(fā)生某種偏離的時候，系統(tǒng)中將會自發(fā)地產(chǎn)生相應(yīng)的過程，直到恢復(fù)系統(tǒng)的平衡。4、 開系的熱力學(xué)基本方程：dU二TdS - pdV dn5、 單元系的復(fù)相平衡條件：t=T ： p = p ： -6、汽化線、熔解線與升華線的交點稱為三相點，在三相點固、液、氣三相可以平衡共存。TJT 7、 單元系三相共存時，2.612的臨界值的時候?qū)?/p>

10、會出現(xiàn)玻色一愛因斯坦凝聚現(xiàn)象。6、 光子氣體 特征1：自旋量子數(shù)為1 ；特征2：所有光子速度均為常數(shù) c，具有極端相對論的能量動量關(guān)系；特征3：光子系統(tǒng)的總粒子數(shù)不固定；c h能量動量關(guān)系：；二cp （用德布羅意關(guān)系證明：:二h、.二hc cp）_V 帕37、輻射場普朗克公式： U C,T ）d二；DC ）d右i布 d 兀 c e -1&普朗克假說：能量是一份份傳播的，即能量量子化，每一份光子的能量為，稱為能量子，這是物理革命性的飛躍。1 U9、光子氣體（極端相對論粒子）狀態(tài)方程： p二3 V第九章系綜理論1、統(tǒng)計熱力學(xué)的基本原理是：等概率原理；宏觀體系的性質(zhì)是微觀性質(zhì)的綜合體現(xiàn)； 體系的熱力學(xué)量等于其微觀量的統(tǒng)計平均。 由微觀量求取宏觀量的基本手段：系綜理論，可適用有相互作用體系（孤立系（開放系2、微正則系綜：無數(shù)宏觀上完全相似的體系的集合，體系與環(huán)境之間沒有物質(zhì)和能量的交換； 統(tǒng)的集合，N、E、V不變）正則系綜：無數(shù)宏觀上完全相似的體系的集合，體系與環(huán)境只有熱量的交換，沒有功和物質(zhì)的交換； （封閉系統(tǒng)的集合，N, V, T不變）巨正則系綜：無數(shù)宏觀上完全相似的體系的集