热力学第二定律

③ 华氏温标和摄氏温标之间的关系
tF
/ F

32

9 5
t
/ C
t / C
④ 经验温标的缺陷讨论：
20 40 60 80 100
0.0
ⅰ 参考点的不准确；
二氧化碳定压
-0.1
t / C
水银
ⅱ 测温物质的属性并不是 -0.2
第四章 热力学第一定律 第五章 热力学第二定律和第三定律 第六章 单元系的相变和复相平衡 总共14学时，期末考试，占总成绩45%，平时作业占5%。 由舒幼生老师主讲。
热力学系统
相 相变
状态 平近 非 衡平 平 态衡 衡
态态
宏观 微观 描述 描述
（热 温力 度学 计第 可零 以定 制律 造 ）
基本规律
c. 经验温标：利用测温物质的属性与温度成近似线性
关系
t(x) t0 kx
① 摄氏温标
规定：0度、100度
纪录： xi (t 0C), xs (t 100 C) 得到： t( x) 100 x xi
xs xi
② 华氏温标
规定：32度(0C )、212度(100C )
4. 化学：物质的量，单位摩尔(mol)，及阿伏伽德罗常量(NA)
1NA 6.02213671023 mol1. 5. 热学：温度
第三节
§1.3 平衡态的概念
1. 定义：在没有外界影响的条件下，热力学系统的各个 部分的宏观性质在长时间里不发生任何变化的状态。
a. 状态；状态参量 b. 没有外界影响；孤立系 c. 不发生任何变化；
§1.1 物质结构的基本图像
第一节
1. 物质结构的分子、原子学说 2. 分子处于不停顿的无规则的热运动之中 3. 分子间存在相互作用力---分子力
1. 物质结构的分子、原子学说
a. 物质是有大量的分子或原子组成的； b. 分子是物质保持其化学性质的最小单位； c. 分子可以分解成原子； d. 原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成的； e. 原子核是由带正电的质子和电中性的中子所组成； f. 质子和中子仍然是有结构的，由夸克组成
三、热力学系统的状态参量（宏观描述）
1. 几何：体积(三维)、面积(二维)、长度(一维)。
2. 力学：压强(单位面积上所受的力)，单位 N/m2 (Pa) ，
1bar 105 Pa, 1atm 101325 Pa 760 mmHg, 1Torr 1mmHg.
3. 电磁：需借用电学或磁学中的基本物理量，如电极化强度、 磁化强度等
主要参考书：
《热学》大学物理通用教程，刘玉鑫编著，北京大学 出版社。
其他参考书：
《热物理学基础》面向21世纪课程教材，包科达编著， 高等教育出版社。
课程安排：
第一章 热力学系统的平衡态和状态方程 第二章 热平衡态的统计分布律 第三章 近平衡态中的输运过程 总共14学时，期中考试，占总成绩45%，平时作业占5%。
宏观性质；热动平衡、涨落 长时间；驰豫时间 2. 平衡态的气体中分子碰撞的完全随机性和分子运动的 完全无序性。故在这样的气体中不可能存在任何整体 上有规则的定向运动。
§1.4 温度和温标（热力学第零定律）
第四节
1. 温度：
物体冷热程度的数值表示(宏观描述）；是组成物 体的大量分子的无规则运剧烈程度的表现和度量
2. 分子处于不停顿的无规则的热运动之中
布朗粒子（藤黄颗粒悬 浮在水中）的运动轨迹 三例。黑点表示粒子的 一个位置，两个黑点的 时间间隔是30秒。每个 网格的分度单位约几微 米。
藤黄颗粒半径：107 m, 水分子半径： 10-10m
3. 分子间存在相互作用力---分子力
(a)分子之间的吸引力、排斥
（微观描述）。 2. 温标
a. 热力学第零定律(温度计可以制造)： 若 A 和 B 两个物体分别于第三个处于确定状态 的物体 C 达到热平衡，则物体 A 和 B 彼此也处 于热平衡。
① 热平衡的概念； ② 这是一个实验事实，是标定物体温度的基本依据。
b. 温标：温度数值的标定办法
经验温标；源自文库想气体温标；热力学温标；国际实用 温标
1. 物质的三态，固、液、气；固态又有晶态和非晶态之分； 2. 等离子态，称为物质的第四态。 3. 在无限的宇宙空间中，存在各种各样的形体及宇宙物质， 因此也就存在各种不同的物质状态。如中子态、黑洞等等。
(2) 相
相是指被一定边界包围、具有确定而均匀的物理和化学性质 的一个系统或系统的一个部分。
1. 气态只有一种相，气体均匀混合也只是一种相；
力和分子力随距离变化的
一般形式；
(b)相应的分子间相互作用的
势能曲线。
林纳德-琼斯势：
rr
(r)

s


t

r0 ：平衡位置 d ：分子的有效直径
三种常用的分子间相互作用的势能函数
§1.2 热力学系统及其状态参量
第二节
一、热力学系统和外界
1.热力学研究的对象称为热力学系统或体系，指的是含 有大量原子、分子或其他微观粒子，体积有限的宏观物 体。
（热 第力 一学 类第 永一 动定 机律 不 能 实 现 ）
（热 第力 二学 类第 永二 动定 机律 不 能 实 现 ）
（热 绝力 对学 零第 度三 不定 可律 实 现 ）
第一章目录
Ch1. 热力学系统的平衡态及状态方程
§1.1 物质结构的基本图像 §1.2 热力学系统及其状态参量 §1.3 平衡态的概念 §1.4 温度和温标（热力学第零定律） §1.5 状态方程的一般讨论 §1.6 气体的状态方程
2. 液态一般也只有一种相，两种不同液体均匀混合则形成一 个均匀相，不能均匀混合则有分界面形成两个相。液氦特殊， 有两个相；
3. 固态较复杂，由于不同的晶体结构对应不同的物理性质， 因此，同种化学成分的固体可以具有不同的相。如金刚石和 石墨是碳原子两个不同的相。
不同相之间的转变就称为相变。
单相系统（均匀系统）和复相系统（非均匀系统）
2.热力学系统周围、对此系统起作用的物体称为外界。
二、热力学系统的分类
A. 与外界的关系
1. 孤立系统
2. 封闭系统
3. 绝热系统
4. 开放系统
B. 系统的组成成分
组成物质系统的化学成分称为组元。单元系、多元系。
C. 系统组成的均匀性
(1) 系统状态（物态） 当大量分子、原子或其他粒子，在一定外界条件（温度和压 强）下，聚集为一种稳定的结构时，称为物质的一种物态：