THERMODYNAMICS3

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热力学第三定律

热力学第三定律
徐中山 12225040 摘要：热力学第三定律是伴随着低温技术的研究而发展起来的普遍规律，它的正确性已由大量实验事实所证实。本文主要论述热力学第三定律的两种等价表述即能斯特定理和绝对零度达不到原理，并且简要阐述绝对熵的概念以及热力学第三定律的推论和应用。关键词：能斯特定理绝对零度绝对熵
一、能斯特定理
1906 年能斯特在研究各化学反应中在低温下的性质时引出一个
结论，称为能斯特定理，它的内容如下：
凝聚系的熵在等温过程中的改变随热力学温度趋于零，即 Tli→m0(∆S)T = 0
其中(∆S)T指在等温过程中熵的改变。我们知道，在等温过程中:
∆G = ∆H − T∆S
由于∆S有界，在T → 0时显然有∆G = ∆H，这当然不足以说明在一个
+
T
∫
T，，
CP，，
dT T
其中， T，，表示气液相变点的温度，
L，，表示汽化热，CP，，表示气态的定压热容。四、热力学第三定律的若干推论和应用
1.在绝对零度时等温线和绝热线重合，是同一根线。
2. T → 0时一级相变的相平衡曲线斜率为零。
3. ∆H和∆G在T → 0处不但相等而且有相同的偏导数。
∫
0
Cx1
T
=
S(0, x2) −
S(0, x1) + ∫
0
Cx2 T
选择T1，令
T1 dT
∫
0
Cx1 T = S(0, x2) − S(0, x1)
则T2 = 0，绝对零度可达到，第三定律的否定形式也不成立。于是
就证明了，能斯特定理和绝对零度达不到原理等价。
三、绝对熵

化工热力学导论英文课件3纯流体的体积特性Volumetric properties

Emphases: 3.3 The ideal gas 3.4 Application of the Virial Equations
Difficulties 3.5 Cubic Equations of state 3.6 Generalized Correlations for gases 3.7 Generalized Correlations for liquids
In this chapter, we first describe the general nature of the PVT behavior of pure fluids. Then follows a detailed treatment of the ideal gas, the simplest realistic model of fluid behavior. Equations of state are then considered, as they provide the foundation for quantitative description of real fluids. Finally, generalized correlations are presented that allow prediction of the PVT behavior of fluids for which experimental data are lacking.
Regions; line 2-C, the vaporization curve, separates the liquid and gas regions. All three lines meet at triple point, where the three phases coexist in equilibrium. According to the phase rule, the triple point is invariant (F=0). If the system exists along any of the two-phase lines of fig3.1, it is univariant (F=1), whereas in the single-phase regions it is divariant (F=2).

材料热力学

Chapter 1 Introduction and
Definition of Terms
4. Properties Quantities which can be used to describe a system,
e.g. density, volume, … (1) Intensive properties
Chapter 1 Introduction and
Definition of Terms
5. State
Microscopic state: If it is possible to know the masses, velocities, positions, and all modes of all of the constituent particles in a system, this mass of knowledge would serve to describe the state of the system, which would determine all of the properties of the system.
Chapter 1 Introduction and
Definition of Terms
6. State Function (State Variable) A variable which depends only on the state of the system.
If a change in the system occurs, the change in such a function depends only on the initial and final state, and is independent of the path of the change. e.g. T, V, P, U, H, S, G. 7. Equation of State

热力学三定律

热力学：1.热力学第一定律：自然界中的一切物质都有能量，能量不可能被创造，也不可能被消灭，但可以从一种形态转变为另一种形态；在能量的转换过程中能量的总量保持不变。

2.热力学第二定律：克劳修斯说法：热不可能自发地、不付代价的从低温物体传至高温物体。

开尔文说法：不可能制造出从单一热源吸热，使之全部转化为功而不留下其他任何变化的热力发动机。

第二类永动机是不存在的。

3．热力学第三定律：奈斯特定理：当温度趋于绝对温度时，任何物质系统中所发生的过程，其熵变也趋于零。

不可能通过有限过程将系统冷却至绝对零度。

绝对零度只能无限逼近，而不能最终达到。

4．热力学第零定律：两个系统分别通过导热壁与第三个物体达热平衡，则这两个物体彼此间也必然达热平衡。

5．卡诺定理：（1）在相同的高温热源和低温热源之间工作的一切可逆卡诺机，其效率都相等，与工作物质无关。

（2）在相同的高温热源和低温热源之间工作的一切不可逆热卡诺机，其效率必小于可逆机的效率。

燃气轮机：工作原理：：燃气轮机的工作过程是，压气机(即压缩机)连续地从大气中吸入空气并将其压缩；压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合后燃烧，成为高温燃气，随即流入燃气涡轮中膨胀作功，推动涡轮叶轮带着压气机叶轮一起旋转；加热后的高温燃气的作功能力显著提高，因而燃气涡轮在带动压气机的同时，尚有余功作为燃气轮机的输出机械功。

燃气轮机由静止起动时，需用起动机带着旋转，待加速到能独立运行后，起动机才脱开。

空气与燃料混合燃烧后的高温高压燃气推动涡轮做功带动发电机发电。

机械设计基础：自由度：构件可能出现的独立运动的数目。

对构建自由度的限制叫做约束。

零件—静连接—构件—运动副—机构—动静连接—机器—机械。

英语：热能与动力工程—Thermal energy and power engineering机械动力—Mechanical power机械设计基础—Mechanical design basis热力学—Thermodynamics 传热学—Heat-transfer 专业—major。

热能与动力工程专业英语第三版课程设计

热能与动力工程专业英语第三版课程设计项目介绍本课程设计旨在通过热能与动力工程专业英语第三版教材，帮助学生提高英语语言水平和对该专业的理解。

课程涵盖了热力学、传热和燃烧等方面的英语表述，以及与该专业相关的实例。

教学目标•提高学生在该专业领域的英语水平•增强学生对热能与动力工程领域英语的理解和应用能力•培养学生的跨文化交流能力教学内容1.第一章：Introduction to Thermodynamics–热力学的基本概念和术语–热力学系统和热力学过程–热力学第一定律–热力学第二定律2.第二章：Properties of Pure Substances–纯物质的性质、状态和相变–理想气体和非理想气体3.第三章：First Law of Thermodynamics–热力学第一定律的应用–系统的内能和焓的变化–热力学循环的分析4.第四章：Second Law of Thermodynamics–热力学第二定律的应用–热机的效率和冷热源的温度比–熵和热力学第二定律的表述5.第五章：Entropy–熵的基本概念和计算方法–熵的性质和应用6.第六章：Power and Refrigeration Cycles–功率循环的分析–制冷循环的分析–热泵循环的分析7.第七章：Thermodynamic Property Relations–热力学性质的关系–构建热力学图表–热力学数据在工程中的应用8.第八章：Gas Mixtures–气体混合物的组成、性质和计算方法9.第九章：Gas Power Cycles–大气燃气轮机循环的分析–柴油循环的分析–布雷顿循环的分析10.第十章：Vapor and Combined Power Cycles–蒸汽动力循环的分析–朗肯循环的分析–二次流体循环的应用教学方法•教师讲授法：向学生讲解课程内容及专业术语，并提供相关例子让学生进行理解和实践。

•学生独立思考和解决问题：提供相关问题和案例让学生独立进行分析和解决。

大学英语精读第3册_第6课_课文及课后答案

Exercise C
为了让父亲高兴
格雷戈里?H?海明威
（1）那年夏天在哈瓦那，我读了爸爸最爱看的那些小说，从《哈克贝里?费恩历险记》到《一位青年艺术家的肖像》。像他一样，有时我两三部小说同时看。后来爸爸指导我阅读短篇小说大师莫伯桑和契诃夫。"不要劳神去作分析-----只管身心放松，好好欣赏就行。"
7. One swallow does not make a summer.
8. That event made the headlines in all the big newspapers.
XI.
three tenths, two thirds, one quarter, three quarters, four ninths, four fifths
4.There is no doubt that her advice is of great value to us.
5. This dictionary is of little use to beginners of English.
Cloze
XVII.
1. was shivering 2. prescribed 3.bring down 4.take it easy 5.keep from
The car has already gone out of sight, but Jenny still stands at the gate gazing forward.
5. 就我所知,他们相互感情上疏远已有一些时间了(be detached from).
According to what I know, they have been detached from each other for some time.

热力学第三定律

热力学第三定律
The Third Law of thermodynamics
热力学第三定律 The Third Law of thermodynamics
热力学第三定律是独立于热力学第一、二定律之外的一个热力学定律，是研究低温现象而得到的。它的主要内容是奈斯特热定理，或绝对零度不能达到原理。
热力学第二定律只定义了过程的熵变,而没有定义熵本身. 熵的确定，有赖于热力学第三定律的建立.
1902年美国科学家雷查德(T.W.Richard)在研究低温电池反应时发现：电池反应的G和H随着温度的降低而逐渐趋于相等,而且两者对温度的斜率随温度同趋于一个定值:
零
由热力学函数的定义式, G(吉布斯自由能)和H(焓)当温度趋于绝对零度时,两者必会趋于相等：
当系统发生变化时，G也随之变化。其改变值△G，称为体系的吉布斯自由能变，只取决于变化的始态与终态，而与变化的途径无关：△G=G终一G始按照吉布斯自由能的定义，可以推出当体系从状态1变化到状态2时，体系的吉布斯自由能变为： △G=G2一Gl=△H一△(TS) 对于等温条件下的反应而言，有 T2=T1=T 则 △G=△H一T △S 上式称为吉布斯一赫姆霍兹公式（亦称吉布斯等温方程）。由此可以看出，△G包含了△H和 △S的因素，若用△G作为自发反应方向的判据时，实质包含了 △H和△S两方面的影响，即同时考虑到推动化学反应的两个主要因素。因而用△G作判据更为全面可靠。而且只要是在等温、等压条件下发生的反应，都可用△G作为反应方向性的判据，而大部分化学反应都可归人到这一范畴中，因而用△G作为判别化学反应方向性的判据是很方便可行的。
lim
T 0
C
p
0
（3）物质的Cp和CV随热力学温度同趋于零

工程热力学(湿空气)

5、湿空气的焓湿图（h-d图）
三、湿空气的基本热力过程
1、加热（冷却）过程 2、冷却去湿过程 3、绝热加湿过程
Q q ma h2 h1
q (h2 h1 ) (d2 d1 )hw
h2 h1
湿空气 t1
t2
1 2 tw
1
2
100%
q0
mv2 mv1 mw ma (d2 d1 ) mw o
H 0 H2 (Hw H1 ) 0
h1 h2
td
d1 d2
d
ma (h2 h1 ) ma (d2 d1 ) hw
h2 h1
工程热力学 Thermodynamics
二、工程应用举例
工程热力学 Thermodynamics
第八章湿空气
概述湿空气＝干空气＋水蒸气
一、研究前提
1、气相混合物作为理想气体混合物； pb pa pv
2、干空气不影响水蒸气与其凝聚相的平衡；
3、当水蒸气凝结成液相或固相时，液相或固相中不含有溶解的空气。
工程热力学 Thermodynamics 二、饱和湿空气和未饱和湿空气
1、烘干过程
湿湿空空气气出出口 3 烘箱湿物体入口
湿物体出口 2 加加热热器器
1 湿湿空空气气入入口
2、冷却塔
工程热力学 Thermodynamics
0.1MPa 32o C
100%
空气
1100 m3 min 0.1MPa 15 oC
65%
热水 38 oC
填料冷水 17o C
工程热力学 Thermodynamics
2、相对湿度
v v pv pv max pv,max ps
3、含湿量（比湿度）
d mv ma

热力学第三定律

其次，有些物质在0K附近并不是完美晶体，该无序状态的熵称为残余熵，用量热法测不出来，常用玻耳兹曼(Boltzmann)关系式对此估算。
S=kln
绝对零度(absolute zero)
绝对零度(absolute zero)是热力学的最低温度，但此为仅存于理论的下限值。其热力学温标写成K，等于摄氏温标零下 273.15度（-273.15℃）。
绝对零度是根据理想气体所遵循的规律，用外推的方法得到的。用这样的方法，当温度降低到-273.15℃时，气体的体积将减小到零。如果从分子运动论的观点出发，理想气体分子的平均平动动能由温度T确定，那么也可以把绝对零度说成是“理想气体分子停止运动时的温度”。以上两种说法都只是一种理想的推理。事实上一切实际气体在温度接近-273.15℃时，将表现出明显的量子特性，这时气体早已变成液态或固态。总之，气体分子的运动已不再遵循经典物理的热力学统计规律。通过大量实验以及经过量子力学修正后的理论导出，在接近绝对零度的地方，分子的动能趋于一个固定值，这个极值被叫做零点能量。这说明绝对零度时，分子的能量并不为零，而是具有一个很小的数值。原因是，全部粒子都处于能量可能有的最低的状态，也就是全部粒子都处于基态。
1848年，英国科学家威廉·汤姆逊·开尔文勋爵（1824～1907）建立了一种新的温度标度，称为绝对温标，它的量度单位称为开尔文（K）。这种标度的分度距离同摄氏温标的分度距离相同。它的零度即可能的最低温度，相当于零下273摄氏度（精确数为273.15℃），称为绝对零度。因此，要算出绝对温度只需在摄氏温度上再加273即可。那时，人们认为温度永远不会接近于0（K），但今天，科学家却已经非常接近这一极限了。
变温
气体 T 非理想修正理想气体 T

《热力学第三定律》

整理ppt
热力学第二定律只定义了过程的熵变,而没有定义熵本身. 熵的确定，有赖于热力学第三定律的建立.
1902年美国科学家雷查德(T.W.Richard)在研究低温电池反应时发现：电池反应的G和H随着温度的降低而逐渐趋于相等,而且两者对温度的斜率随温度同趋于一个定值:
零
整理ppt
由热力学函数的定义式, G(吉布斯自由能)和H(焓)当温度趋于绝对零度时,两者必会趋于相等：
G= H－TS
limG= H－limTS = H (T→0K) 虽然两者的数值趋于相同，但趋于相同的方式可以有
所不同. 雷查德的实验证明对于所有的低温电池反应, G均只会
以一种方式趋近于H.
整理ppt
吉布斯函数介绍：
1875 年，美国耶鲁大学数学物理学教授吉布斯（ Josiah Willard Gibbs）发表了 “论多相物质之平衡”的论文。他在熵函数的基础上，引出了平衡的判据；提出热力学势的重要概念，用以处理多组分的多相平衡问题；导出相律，得到一般条件下多相平衡的规律。吉布斯的工作，奠定了热力学的重要基础。
任何凝聚系在等温过程中的G和H随温度的降低是以渐近的方式趋于相等，并在0K时两者不但相互会合，而且共切于同一水平线，即
lim G lim H (7.1)
T 0
T 0
lT i m 0 ( T G )p lT i m 0 ( T H )p 0( 7 .2 )
整理ppt
( T G )p S 和 ( T H )p C p
值。原因是，全部粒子都处于能量可能有的最低的状
态，也就是全部粒子都处于基态。
实上一切实际气体在温度接近-273.15℃时，将表现出

热力学三大定律

三. 封闭系统热力学第一定律的数学表达式
UQW
对微小的变化过程：
dU QW
因为内能是状态函数，数学上具有全微分性
质，微小变化可用dU表示；Q和W不是状态函数，微小变化用表示，以示区别。
第22页，共97页。
四、第一定律的文字表述
说明热力学能、热和功之间可以相互转化，但总的能量不变。
也可以表述为：第一类永动机是不可能制成的。第一定律是人类经历的总结。
3.热与过程有关，不是状态函数。
4. 符号：系统吸热为正(+)，系统放热为负(- )。
第15页，共97页。
七、功〔W 〕
1. 定义：除热之外，在系统与环境之间以一切其它方式传递的能量。
机械功〔体积功〕；外表功；电功
2. 功的微观本质：系统以有序方式传递
的能量
3.功与过程有关，不是状态函数
4.符号：系统做功为负〔-〕，环境做功为正〔+〕
c.状态函数的增量可用全微分表示；
d.状态函数的环路积分为零。
第12页，共97页。
五、过程〔process )
1.恒温过程〔isothermal process)
在变化过程中，系统的始态温度与终态温度一样，并等于环境温度。
2.恒压过程〔isobaric process)
在变化过程中，系统的始态压力与终态压力一样，并等于环境压力。
3.恒容过程〔isochoric process)
在变化过程中，系统的容积始终保持不变。
第13页，共97页。
4.绝热过程〔adiabatic process)
在变化过程中，系统与环境不发生热的传递。
(对那些变化极快的过程，如爆炸，快速燃烧，系统与环境来不及发生热交换，那个瞬间可近似作为绝热过程处理)

第1章非平衡态热力学3

例1 金红石加碳的氯化反应
钛白粉学名为二氧化钛（ Titanium Dioxide）
由气固相反应的动力学方程可以得到
经计算可知在1073K以及1273K温度下，进行TiO2和C的氯化，其中TiO2 和C的质量比为1：1。体系的压力为P总＝102.1kPa，PCl2＝35.0kPa， PAr＝67.1kPa，总流速为537ml/min。
3.1 多个子体系中各自进行多个化学反应的体系
不考虑体积黏滞性，不考虑扩散，在各子体系中都同时进行着多个化学反应，体系的总熵增率为
其中类似于均相体系，同样有
及
（3.1）（3.2）
（3.3）
式中，，，…分别为一级、二级、三级、…泰勒展开系数。在近平衡区，只需取一级近似，则
且有昂萨格关系该体系的质量守恒方程为
现代物化非平衡态热力学
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用变分法可以更一般地证明最小熵增原理：
Jk X k Lk,l Xl X k
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• 平衡态是定态的特例.
• 体系达平衡态时一般具有空间均匀性, 如理想气体达平衡态后, 体系的温度, 压力等强度性质都处处相等.
• 但当体系受到某种外场作用时, 体系达平衡态时也会具有某种空间不均匀性.
例如: 处于重力场作用下的平衡体系, 其密度的分布将随高度而变化, 此变化遵守玻尔兹曼分布律.

新概念英语第三册精选必背文章

新概念英语第三册精选必背文章《新概念英语》是我国引进外国教材比较成功的一种,尤其第三册(技能的培养)部分,句型集中,词汇丰富,用法新颖。

下面是店铺带来的新概念英语第三册精选必背文章，欢迎阅读!新概念英语第三册精选必背文章1The process of ageing衰老过程At the age of twelve years, the human body is at its most vigorous. It has yet to reach its full size and strength, and its owner his or her full intelligence; but at this age the likelihood of death is least. Earlier, we were infants and young children, and consequently more vulnerable; later, we shall undergo a progressive loss of our vigour and resistance which, though imperceptible at first, will finally become so steep that we can live no longer, however well we look after ourselves, and however well society, and our doctors, look after us. This decline in vigour with the passing of time is called ageing. It is one of the most unpleasant discoveries which we all make that we must decline in this way, that if we escape wars, accidents and diseases we shall eventually ‘die of old age’, and that this happens at a rate which differs little from person to person, so that there are heavy odds in favour of our dying between the ages of sixty-five and eighty. Some of us will die sooner, a few will live longer----on into a ninth or tenth decade. But the chances are against it, and there is a virtual limit on how long we can hope to remain alive, however lucky and robust we are.Normal people tend to forget this process unless and until they are reminded of it. We are so familiar with the fact that man ages, that people have for years assumed that the process of losing vigour with time, of becoming more likely to die the olderwe get, was something self-evident, like the cooling of a hot kettle or the wearing-out of a pair of shoes. They have also assumed that all animals, and probably other organisms such as trees, or even the universe itself, must in the nature of things ‘wear out’. Most animals we commonly observe do in fact age as we do, if given the chance to live long enough; and mechanical systems like a wound watch, or the sun, do in fact run out of energy in accordance with the second law of thermodynamics (whether the whole universe does so is a moot point at present). But these are not analogous to what happens when man ages. A run-down watch is still a watch and can be rewound. An old watch, by contrast, becomes so worn and unreliable that it eventually is not worth mending. But a watch could never repair itself----it does not consist of living parts, only of metal, which wears away by friction. We could, at one time, repair ourselves----well enough, at least, to overcome all but the most instantly fatal illnesses and accidents. Between twelve and eighty years we gradually lose this power; an illness which at twelve would knock us over, at eighty can knock us out, and into our grave. If we could stay as vigorous as we are at twelve, it would take about 700 years for half of us to die, and another 700 for the survivors to be reduced by half again.人体在12岁时是生命力最旺盛的时期。

工程热力学(理想气体的热力过程)

2.参数关系式
p2 v1 p1 v2
3.功量、热量
膨胀功： w
2
pdv
1
2 dv 1 p1v1 v
p1v1
ln
v2 v1
p1v1 ln
p1 p2
RgT1 ln
p1 p2
2
技术功：
wt
vdp
1
2
= pdv w 1
热量： q u w w
三、定温过程
4.p-v图和T-s图
p-v图
（1）各种过程的方程式： p pv （2）各种过程的基本状态参数间的关系：（3）各种过程的膨胀功w、技术功wt、热量q等能量交换
和转换关系，建立功量和热量计算式：
（4）在p-v图和T-s图上表示出各过程，并进行定性分析。
＊计算公式表
工程热力学 Thermodynamics Ш. 主要公式
理想气体热力过程的主要公式归纳
0.297 (300 571.1)
1.4 1
201.3
kJ
kg
q0
工程热力学 Thermodynamics
在p-v图和T-s图上，从同一初态1出发压缩至相同体积的过程, 过程和过程分别为 1 2T ，1 2n 和 1 2S 。
p
2S 2n 2T
1
O
v
p-v图
T
定 v2线
2S
2n
2T
0
工程热力学 Thermodynamics
第二节理想气体的多变过程
1.过程方程式
pv n 定值
➢ 当 n=0 时： p=定值，定压过程； ➢ 当 n=1 时： pv=定值，定温过程； ➢ 当 n=κ 时： pvκ=定值，定熵过程； ➢ 当 n=±∞ 时： p1/nv=定值，定容过程。

热力学第三定律

伊犁师范学院物理科学与技术学院2014届本科毕业论文(设计)论文题目：绝对零度下气体热力学性质的研究作者姓名：严冬班级：10-2班专业：物理学学号：2010070201032指导教师：付清荣完成时间：2014年月日物理科学与技术学院二〇一四年五月三十一日绝对零度下气体热力学性质的研究内容摘要本文先介绍热力学三定律的内容，了解热力学第三定律的两种表述。

就绝对零度下研究了玻色统计与费米统计，主要讨论的气体有：光子气体，玻色—爱因斯坦凝聚，金属气体。

通过对这些内容的讨论，得出绝对零度下，各种气体的性质以及对这些气体性质的应用。

着重介绍了玻色—爱因斯坦凝聚，强调了它在物理科研的应用及对其应用的开发，本文主要用热力学统计的计算来展开讨论。

关键字: 绝对零度玻色—爱因斯坦凝聚金属气体热力学第三定律Absolute zero under the various properties of gasesContent in this paperThis article first introduced the content of the third law of thermodynamics, two understand the third law of thermodynamics.Is absolute zero studied bose and Fermi statistics, statistical gas are discussed are:the photon gas, bose - Einstein condensation, metal gas.Through the discussion of the content, it is concluded that absolute zero, the various properties of the gas and the application of the gas properties.Introduces the bose - Einstein condensation, emphasizes the applications of it in physics research and development of its application, this paper mainly to discuss with statistical thermodynamics calculation.Key words: Absolute zero Bose - Einstein condensation Metal gas properties The third lawof thermodynamics目录1、热力学第三定律........................................... 错误！未定义书签。

热力学三大定律

四、第一定律的文字表述
说明热力学能、热和功之间可以相互转化，但总的能量不变。
也可以表述为：第一类永动机是不可能制成的。第一定律是人类经验的总结。
在变化过程中，系统与环境不发生热的传递。
(对那些变化极快的过程，如爆炸，快速燃烧，系统与环境来不及发生热交换，那个瞬间可近似作为绝热过程处理)
5.循环过程（cyclic process)
系统从始态出发，经过一系列变化后又回到了始态的变化过程。在这个过程中，所有状态函数的变量等于零。
6.恒温恒压
1-3 热力学第一定律 ---能量转化与守恒定律
一、焦耳实验
焦耳（Joule）和迈耶(Mayer)自1840年起，历经20多年，用各种实验求证热和功的转换关系，得到的结果是一致的。
即： 1 cal = 4.1840 J
这就是著名的热功当量，为能量守恒原理提供了科学的实验证明。
二、内能（Internal energy)
1、系统：研究的对象。
2、环境：和系统有关的相邻部分。
系统的分类：
a.敞开系统（Open system）系统和环境之间既有物质交换又有能
量交换。
b.封闭系统（Closed system）系统和环境之间无物质交换仅有能量
交换。
c.孤立系统（Isolated system）系统和环境之间既无物质交换又无能
若在一个多相系统中，各相的组成及数量均不随时间而变化，则称该系统处于相平衡。
（4）化学平衡（chemical equilibrium)
若系统中各物质之间存在化学反应，当系统组成不随时间而变化时，系统处于化学平衡。
三、系统的性质
广度性质（容量性质）：它的数值与系统的物质的量成正比，如

Thermodynamics培训课件

指系统从某一初始状态出发，经历一系列变化后又回到初始状态的过程。
03
第一定律
定义和内容
定义
第一定律又称为热力学第一定律，是指能量守恒定律在系统和环境间的应用。
内容
能量不能被创造或消失，只能从一种形式转化为另一种形式，系统的总能量保持不变。
热力学能和焓
热力学能
热力学能是指系统在一定压力和温度下的总能量，包括内能和动能。
Understand energy conversion: 了解能量转换过程
Understand the design of systems: 了解系统设计中的热力学应用
Understand the behavior of the environment: 了解环境中热力学avior of matter in the universe: 了解宇宙中物质在热力学下的行为
状态变量
描述系统状态的物理量或化学量，称为状态变量。
基本状态变量
温度、压力、体积、物质的量等。
过程与循环
过程
热过程
指系统从某一初始状态出发，通过输入或输出物质或能量，变为另一状态的过程。
指只涉及温度变化的过程，热过程中不发生化学反应和相变。
平衡过程
循环过程
指系统中所有位置上的物理量和化学量都保持恒定的过程。
3
该定律有几种表述方式，如克劳修斯表述、开尔文表述、熵增加原理等。
熵和熵增加原理
熵是描述系统“不可用”能量的一个物理量，可以表示能量的“混乱度”或“无序度”。
熵增加原理是指，封闭系统中的熵永不减少，只能增加或保持不变。
热力学第二定律指出，在一个封闭系统中，过程总是朝着熵增加的方向进行，即系统的熵永不减少。

热力学第一定律 (3)全

化学热力学(chemical thermodynamics)：将热力学中的基本原理用于研究化学现象及其与化学密切相关的物理现象。
研究对象：大量粒子组成的宏观体系。研究结论：大量粒子的平均行为，具有统计意义。
热力学的基本定律
计算变化中的热效应
解决变化中的方向和限度问题
平衡态热力学
热力学
定义温度
❖ 生物体处于平衡态？
生物体新陈代谢的停止，即死亡。
§1.2 热力学的基本概念
Basic concepts of thermodynamics
❖(3)系统的性质——热力学变量（thermodynamic variable)
广度性质（extensive properties）有加和性
又称为容量性质，它的数值与系统的物质的量成正比，举例：体积、质量、熵、热力学能
热力学能是状态函数，对于只含一种化合物
的单相系统，经验证明，用 p，V，T 中的任意
两个和物质的量 n 就能确定系统的状态，即
U U (T , p,n)
若是 n 有定值的封闭系统，则对于微小变化
dU
U T
p
dT
U p
T
dp
如果是 U U (T ,V )
dU
U T
V
dT
U V
T
dV
First law of thermodynamics
系统总能量(E)通常有三部分组成：（1）系统整体运动的动能（ T ）（2）系统在外力场中的位能（ V ）（3）热力学能，也称为内能 ( U )
热力学中一般只考虑静止的系统，无整体运动，不考虑外力场的作用，所以只注意热力学能
§1.3 热力学第一定律
First law of thermodynamics

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