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1、目录第一章热力学系统的平衡态和物态方程1第二章热力学第一定律9第三章热力学第二定律与熵22第四章均匀物质的热力学性质34第五章相变47第六章近独立粒子的最概然分布59第七章玻耳兹曼统计69第八章玻色统计和费米统计771第一章热力学系统的平衡态和物态方程基本要求1.掌握平衡态、温度等基本概念;2.理解热力学第零定律;3.了解建立温标的三要素;4.熟练应用气体的物态方程。主要内容一、平衡态及其状态参量1.平衡态在不受外界条件影响下，系统各部分的宏观性质长时间不发生变化的状态称为平衡态。注意:(1)区分平衡态和稳定态.稳定态的
2、宏观性质虽然不随时间变化,但它是靠外界影响来维持的.(2)热力学系统处于平衡态的本质是在系统的内部不存在热流和粒子流。意味着系统内部不再有任何宏观过程.(3)热力学平衡态是一种动态平衡，常称为热动平衡。2.状态参量用来描述系统平衡态的相互独立的物理量称之为状态参量。其他的宏观物理量则可以表达为状态参量的函数，称为状态函数。在热力学中需要用几何参量、力学参量、化学参量和电磁参量等四类参量来描述热力学系统的平衡态。简单系统只需要两个独立参量就能完全确定其平衡态.二、温度与温标1.热力学第零定律与第三个物体处于热平衡的两个物体
3、，彼此也一定处于热平衡。这个实验规律称为热力学第零定律。由该定律可以得出温度的概念,也可以证明温度是态函数.2.温标温标是温度的数值表示法分为经验温标(摄氏温标、华氏温标、理想气体温标等)和热力学温标两类.24三、物态方程物态方程就是给出温度与状态参量之间的函数关系。具有n个独立参量的系统的物态方程是或简单系统（均匀物质）物态方程为或物态方程有关的反映系统属性的物理量（1）等压体胀系数（2）等体压强系数（3）等温压缩系数由于p、V、T三个变量之间存在函数关系，其偏导数之间将存在偏微分循环关系式因此a、b、kT满足解题指导
4、本章题目主要有四类：一、有关温度计量的计算；二、气体物态方程的运用；三、已知物态方程，求a、b、kT.可以由物态方程求偏微分，利用偏微分循环关系式会使问题容易；24四、已知a、b、kT中的两个，求物态方程。这是关于求全微分的积分问题，因为物态方程是态函数，所以其中任一参量的微分表达式一定是全微分，如将a、b代入其中便得到积分便可以得到物态方程。第二章热力学第一定律基本要求1.理解准静态过程,掌握功、热量、内能、焓、热容量等基本概念；2.理解热力学第一定律的物理内容；3.熟练第一定律在各热力学过程中的应用。主要内容一、基本
5、概念1.准静态过程系统在过程中经历的每一个状态都可以看作平衡态,在图上用一条过程曲线来表示.2.功微小过程功的普遍形式为其中称为外参量，是与相应的广义力。有限过程的功24功是过程量.a)简单系统的体积功b)液体表面张力的功c)电介质的极化功d)磁介质的磁化功3.热量与内能(1)热量与热容量热量是各系统之间因有温度差而传递的能量,它不属于某个系统,是过程量.系统在某一过程中温度升高1K所吸收的热量，称作系统在该过程的热容量。每摩尔物体的热容量称为摩尔热容,热容量是广延量.因此(2)定体热容量和内能内能是态函数,一定是全微分
6、.对于理想气体(3)定压热容量和焓焓也是态函数,,24对于理想气体,焓也只是温度的函数(1)迈耶公式(2)比热容比二、热力学第一定律系统从初态到终态，不管经历什么过程，其内能的增量等于在过程中外界对系统所作的功和从外界吸收的热量之和。对于微小过程：对于有限过程：1.理想气体的准静态过程应用(如下表)过程等体过程等压过程等温过程绝热过程特征常量常量常量过程方程常量常量常量常量外界作功24系统吸热内能增量摩尔热容第一定律2.循环过程正循环的效率是系统从高温热源吸收的热量,(取绝对值)是向低温热源释放的热量,为对外的机械功。对
7、于准静态过程构成的卡诺循环其中和分别是高温热源和低温热源的温度.逆循环的致冷系数其中为在低温热源吸收的热量,为外界所作的功,为工作物质在高温热源处放出的热量.对于卡诺致冷机解题指导一、热力学第一定律适用于一切热力学过程.二、具体解题时一定要区分物质系统的性质(24比如是理想气体还是真实气体)和过程的性质.这些性质集中体现在、、上.例如,一般不能用来计算非静态过程的功,但若是外界压强保持不变的非静态过程,则可以将其中的当作外界的定压计算体积功.三、一般求内能或内能增量的方法有:在已知热容量的情况下积分求出;在已知和的条件下
8、,有热力学第一定律求出.四、公式和可以适用于任何循环。第三章热力学第二定律与熵基本要求1.理解可逆与不可逆过程、热力学第二定律的表述及实质、卡诺定理、熵和熵增加原理；2.会求理想气体的熵；3.了解两种表述的等效性、热力学温标以及求熵变的方法。主要内容一、热力学第二定律两种表述1.克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传
