热力学概念简介

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1、材料物理基础0，大学物理基础1，热力学和统计物理2，量子力学基础3，固体物理简介0，大学物理基础1，热力学和统计物理：热力学概念回顾：回顾和熟悉课程学习中所需要用到热力学有关概念，提供描述宏观世界的方法。统计物理：大量粒子与确定的宏观性质之间的联系，微观世界与宏观世界的联系。参考教材：《材料物理基础》，恽正中等编，电子科技大学出版社；《热力学·统计物理》汪志诚高等教育出版社2，量子力学基础介绍微观世界与宏观世界的异同。参考教材：《材料物理基础》，恽正中等编，电子科技大学出版社；《量子力学教程》，周世勋，高等教育出版社；《量子与统计力学基础》，许纯桂等编，清华大学出版社。3，固体

2、物理简介参考教材：《固体物理学》，陈长乐编，西北工业大学出版社；《固体物理学》黄昆原著，韩汝琦改编，高等教育出版社。两种统计方法：1，最可几分布经典：玻耳兹曼分布量子：（1）费米分布（2）玻色分布2，系综分布内容：1，平衡态理论——主要介绍内容2，非平衡态理论——不涉及3，涨落理论——不涉及考核方式（仅参考）：（30%）+闭卷考试（70%）考试题型（仅参考）：1，选择题，10题，20%。其中统计量子4题，固体6题。2，简答题，6题，30%。其中统计量子3题，固体3题。3，计算、证明、论述题，3—4题，50%。其中统计量子1—2题，固体2题。4，附加题，统计量子1题，10分；固体

3、物理1题，20分。第一章热力学概念简介第1节热力学第0定律，温度一：热力学系统：大量微观粒子的集合构成热力学系统，简称系统。与系统相互作用的其他物体称为外界。系统的分类与外界的联系：孤立系：与外界无作用。无N（粒子数）,E（能量）的交换；闭合系：无N，有E；开放系：有N,E的交换。化学组元情况：单元系：一种化学组元：纯O2,H2O,等；多元系：空气，盐水，合金，等。系统是否均匀：单相系（均匀系）；多相系（复相系）：水和水蒸气——单元二相系。主要模型：对简单系统而言，常用的有PVT系统和XYT系统。例：理想气体：压强P,体积V和温度T。磁介质：磁场强度H，总磁矩M和温度T。二：热

4、力学第0定律，温度平衡态：孤立系统经过足够长的时间后，各种宏观量不再改变，称为平衡态。第0定律：A与B,C分别单独达到平衡态，则B与C一定达到平衡态。经验上说，B与C具有了相同的温度，或，是温度达到了平衡。概念：温度T=T(X,Y)——对于简单系统。温标：对温度的定量描述，热力学中常用的有两种温标：开耳文温标（又叫绝对热力学温标）和理想气体温标。三：状态方程：气体在平衡态时，可由气体的状态参量描述。温度可以写成函数T=T(X,Y)，或者f(X,Y,T)=0——称为状态方程。对于PVT系统，状态方程的一般形式为f(P,V,T)=0。例1：理想气体,PV=nRTn-摩尔数，R-气体

5、常数，由实验确定。例3：顺磁固体：f(H,M,T)=0实验测得某些固体满足：例2：实际气体的范德瓦尔斯方程v-摩尔体积，a,b-实验常数。居里定律四：状态参量的偏导数：对PVT系统定压膨胀系数：定容压强系数：由状态方程可得：等温压缩系数：（压缩系数）即，每升高一度，系统体积增加的百分比。（压力系数，压强系数）五：广延量和强度量：热力学量可分为：广延量——整体等于部分之和。整体量为A，分为多个部分Ai，如果有A=∑Ai，则A称为广延量，与摩尔数成正比。例如：体积V，熵S等。强度量：整体与部分相等，A=Ai，与摩尔数无关。例如：温度T，压强P。第2节热力学第1定律一，能量转化和守恒

6、定律(热力学第1定律)dU——系统内能的增加；dW——外界对系统作功；dQ——系统从外界吸取的热量。d——态函数的微分。态函数，只与状态有关，与路径、过程无关。内能——分子热运动所具有的能量。二，功的表达式：1：体积功：外界对气体作功，由气体状态参量可以表示为：dW=－PdV2：面积功：单位长度上的表面张力。3：磁化功：通电，产生反向电势。电源克服反向电动势做功——反向电动势。B-介质中磁感应强度dW'=激发磁场的功+使磁介质磁化的功(磁化功)4：简单系统情形：XYT系统：Y-广义力（广义动量）X-广义坐标对于PVT系统：对于磁介质系统：5：一般系统情形：例：磁致伸缩的磁介质：

7、三：热量的表示式：热量：由于系统与外界有温度差而传递的能量。则热量可以用热容量表示为：考虑热容量：对于PVT系统：定压热容量：定容热容量：等容过程中：dV=0，则对于其他简单系统：XYT系统定广义动量热容量：对于磁介质系统：定磁场热容量：定磁矩热容量：定广义坐标热容量：第3节热力学第2定律，熵一：热力学第2定律简述：克劳修斯表述：热量不可能自发地从低温物体传递至高温物体，而不产生其他任何后果。1：态函数S-给定始末态，熵差相同。开耳文－普朗克表述：在一循环过程中，不可能从单一热源吸收热量把它