热力学基础及应用
热力学理论在材料科学中的应用
热力学理论在材料科学中的应用热力学是研究物质热运动状态与热现象的学科，广泛应用于物理学、化学、工程学等领域。
在材料科学中，热力学理论也发挥着重要作用。
本文将从材料物性、热力学基础、热力学中的热力学函数、相变等方面探讨热力学理论在材料科学中的应用。
一、材料物性材料的物理性质是十分重要的，通常包括密度、熔点、导热系数、热容等等。
这些性质通常可以通过热力学理论来计算和预测，这种方法被称为热力学计算方法。
热力学计算方法需使用基本的热力学函数，如热力学势、自由能和焓等等，这些函数包含了材料的物理性质。
二、热力学基础热力学基础是理解热力学计算方法的重要前提。
物质的热运动状态，如温度、压力和密度等，与其热力学参数有着密切的关系。
例如，材料的温度与热容、热膨胀系数等相关，材料的压力与压缩系数相关。
这些参数可以通过热力学基本方程来计算，进而预测材料的物理性质。
三、热力学中的热力学函数在热力学中，热力学函数是描述材料热学性质的基本量。
热力学函数有很多种，如熵、内能、焓、自由能等等。
这些函数通常描述了热力学系统的能量和热学性质，可以用来计算和预测材料的物理性质。
例如，内能是系统的能量总和，可以帮助计算材料的热容；自由能可以帮助计算材料的相变过程。
四、相变热力学理论在材料相变的研究中也有广泛的应用。
相变是指材料在温度、压力等条件变化下从一种热力学相平衡态到另一种热力学相平衡态的过程。
相变涉及到热能、热动力学、统计物理等方面的知识，热力学理论提供了很好的研究方法。
热力学理论中的相图可以帮助预测材料的相变点和相变类型，同时也可以预测材料的构造和性能变化。
热力学理论还可以帮助研究材料的晶体结构和非晶态结构，这对于设计合金、氧化物陶瓷、玻璃等新材料具有重要意义。
总之，热力学理论在材料科学中有着广泛的应用。
通过对材料的物性、热力学基础、热力学函数、相变等方面的研究，可以更好地预测和设计材料的性质和应用。
在未来的研究中，热力学理论将继续发挥着重要作用。
热工基础与应用第三版课后题答案
热工基础与应用第三版课后题答案热工基础与应用第三版课后题答案：第一章热力学基础1. 什么是热力学系统？热力学系统的分类？答：热力学系统是指一定空间范围内的物质，它可以与外界进行能量、物质和动量的交换。
热力学系统分为开放系统、闭合系统和孤立系统。
2. 热力学第一定律及其公式表达？答：热力学第一定律是指能量守恒原理，即一定量的能量在各种形式间的转换中，总能量量保持不变。
它的公式表达为： $\Delta U = Q -W$，其中$\Delta U$表示系统内能的变化，$Q$ 表示系统所吸收的热量，$W$表示系统所做的功。
第二章理想气体1. 什么是理想气体？理想气体的特点有哪些？答：理想气体是指在一定温度和压力下，以分子作为粗略模型，遵守物理气体状态方程，没有相互作用力的气体。
理想气体的特点是分子间没有相互作用力，分子大小可忽略不计，分子数很大，分子与容器壁之间的碰撞是完全弹性碰撞。
2. 理想气体状态方程及其公式表达？答：理想气体状态方程是描述理想气体状态的基本方程，公式表达为$pV=nRT$，其中$p$表示压力，$V$表示体积，$n$表示物质的定量，$R$为气体常数，$T$表示气体的绝对温度。
第三章湿空气1. 什么是湿空气？湿空气的组成及其特点？答：湿空气是指空气中含有一定量的水蒸气的气体体系。
湿空气主要由氧气、氮气和水蒸气等气体组成。
湿空气的特点是其含水量随着温度和压力的变化而发生变化，同时湿空气的性质也会随着水蒸气的增加发生改变。
2. 湿空气状态的计算方法？答：湿空气的状态可用气体混合物的状态方程描述，即Dalton分压定律。
同时，根据水蒸气分压度和空气分压度的表格，可以通过查表法来计算湿空气的状态。
第四章热功学性质1. 热功学性质的三种基本类型是什么？答：热功学性质的三种基本类型是热力学势、热容和熵。
2. 熵的基本概念及其计算？答：熵是指物理系统内部不可逆过程的度量。
根据定义，熵的计算公式为$\Delta S = Q/T$，其中$\Delta S$表示熵的变化量，$Q$表示系统吸收的热量，$T$表示系统的温度。
热力学的用途
热力学的用途热力学是研究能量转化与它的转化方式的一门学科。
它不仅仅是理论学科，还涵盖了广泛的应用领域，对于工程、科学、环境、生物学等领域都有着重要的应用和价值。
以下是热力学在不同领域中的几个应用：一、能源转换和利用能源是现代社会的基本需求之一，而热力学为人们开发和利用能源提供了理论基础。
热力学可以帮助我们理解和优化能量转换的过程，提高能源的利用效率。
例如，热力学可以提供热机的理论基础，帮助设计更高效的内燃机、蒸汽轮机等能源转换设备。
热力学还可以帮助优化电力发电站的工艺流程，提高发电效率和减少环境污染。
此外，热力学也可用于太阳能、风能等可再生能源的利用和储存方面的研究。
二、材料科学和工程热力学在材料科学和工程领域的应用非常广泛。
材料的相变、相图等特性与热力学密切相关。
热力学可以解释和预测材料的相变行为，提供制备和处理材料的依据。
例如，热力学可以帮助解释金属的固溶度、晶粒尺寸的变化规律，为合金的设计和优化提供依据。
热力学还可以预测材料的稳定性和失稳性，帮助材料科学家和工程师预测材料的耐久性和性能。
此外，热力学还可以应用于材料的表面处理、热处理等工艺的研究和控制。
三、化学反应和化工过程热力学在化学反应和化工过程中起着重要的作用。
热力学可以帮助我们了解化学反应的能量变化、化学平衡的确定、化学反应速率的依赖关系等。
热力学还可以帮助优化化学反应的工艺参数，提高反应的产率和选择性。
例如，在石油化工领域，热力学可以帮助优化炼油过程、催化裂化过程等，提高燃料的质量和生产效率。
此外，热力学还可用于燃烧反应、电化学反应、化学平衡的计算和模拟等方面的研究。
四、生物热力学生物热力学是热力学在生物学领域的应用。
生物热力学研究生物体的能量转化和热平衡，帮助我们理解生物体的生命活动。
例如，热力学可以应用于生物体的新陈代谢过程的研究，帮助解释生物体的能量消耗和能量转化的机制。
生物热力学还可用于生物体的热调节、温度适应等方面的研究，帮助我们理解生物体对环境温度变化的适应机制。
热工基础的原理及应用
热工基础的原理及应用1. 热工基础的概念热工基础是热力学和热传导学的基础，是研究能量转化、能量传递和能量转换的科学。
它主要涉及热力学、热传导、热辐射等内容，可以应用于各个领域，如工业、航空航天、能源等。
热工基础对于理解和应用能量转化、传递和转换非常重要。
2. 热工基础的原理2.1 热力学的原理热力学是热工基础的重要组成部分，它研究的是热力学系统中能量的转化和传递规律。
热力学的基本原理包括以下几个方面：•热力学第一定律：能量守恒，能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总能量不会减少或增加。
•热力学第二定律：熵增原理，自然界的熵总是增加的，热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。
•热力学第三定律：绝对零度原理，当温度接近绝对零度时，物体的熵趋于零。
2.2 热传导的原理热传导是热工基础中的重要内容，研究的是物体内部的热量传递规律。
热传导的原理可以用以下几个概念和公式来描述：•热导率：热导率是物质传导热量的能力，它的单位是瓦特/米·开尔文（W / m · K）。
•热传导方程：热传导方程描述了物体内部的温度变化与热流量之间的关系，可以用下面的公式表示： $Q = -k \\cdot A \\cdot \\frac{{dT}}{{dx}}$ •热阻和热导：热阻是物体传输热量的阻力，它的大小取决于物体的热导率和几何形状。
2.3 热辐射的原理热辐射是热工基础中的另一个重要内容，研究的是物体通过辐射传递热量的规律。
热辐射的原理可以用以下几个概念和公式来描述：•黑体辐射：黑体是理想的辐射体，它能完全吸收所有进入它表面的辐射能，并能以最大的效率辐射出去。
•斯特藩-玻尔兹曼定律：斯特藩-玻尔兹曼定律描述了黑体辐射的功率密度与温度的关系，可以用下面的公式表示： $P = \\sigma \\cdot A \\cdot T^4$•辐射传热：物体的辐射传热是指物体通过辐射的方式将热量传递给其它物体，其传热速率与物体的温度差和表面特性有关。
热力学知识：热力学在工程中的应用
热力学知识：热力学在工程中的应用热力学是一门研究热力学系统的物理学科，它主要关注的是热和温度的变化。
在热力学中，我们主要研究物质、热、功等物理量之间的关系，从而可以推导出一些热力学规律。
热力学既是一门基础科学，也是一个实用科学。
它在工程领域中有着非常广泛的应用。
本文将介绍热力学在工程中的应用。
热力学在工程中有哪些应用？热力学在工程中有着非常广泛的应用。
在能源、制冷、空调、汽车、航空等领域，热力学的应用都非常广泛。
以下是一些热力学在工程中的应用：1.发电在电力行业中，热力学应用最为广泛的就是各种发电设备。
目前，最常用的发电方式是热力发电。
热力发电是利用燃料（如煤、油、天然气）和核材料的化学能和核能，通过蒸汽和涡轮发电机组转换成电能的过程。
这一过程中，涉及到热力学的很多概念和定律，如热力学第一定律、热力学第二定律，以及功和热的转换等。
2.制冷热力学在制冷技术中也有非常重要的应用。
常见的制冷剂如氟利昂等都是通过热力学修正算法得到的。
其热力学性质（如熵、焓、热容）是制冷性能好坏的关键。
此外，还有热力学循环，如贝尔索姆制冷循环、卡诺制冷循环等。
3.空调热力学在空调设备中也有广泛的应用。
空气处理系统需要量化空气中湿度和温度，同时掌握水的热力学性质，如水汽压力和相对湿度等。
此外，空调系统中还有一些热力学系统，如制冷机、热泵等。
4.家用电器在家用电器中，热力学也有着重要的应用，如洗衣机、热水器、冰箱等。
这些设备利用热力学原理设计热交换器、制冷系统和加热系统，从而实现加热、制冷等功能。
5.汽车汽车马达、发动机等都需要利用热力学原理实现高效的能量转换，从而使汽车在高速运动时保持足够的动力和安全性。
此外，汽车中的空调系统也需要利用热力学原理进行设计。
6.航空在航空领域中，热力学的应用也非常广泛。
例如在飞机发动机中，需要利用燃料燃烧产生的热能转换为动力，从而推动飞机飞行。
此外，在飞机的氧气系统中，涉及到氧气和空气的热力学计算。
大学物理《热力学基础》
热力学第二定律的实验验证
卡诺循环实验
通过比较可逆卡诺循环和不可逆卡诺循环的效率， 证明了热力学第二定律的正确性。
焦耳实验
通测量热量和功之间的转换关系，证明了热力 学第二定律的正确性。
热辐射实验
通过测量不同温度下物体的辐射能，证明了熵增 加原理的正确性。
05 热力学的应用
热机效率的提高
热机效率的概念
热力学第二定律定义
熵增原理
热力学第二定律的本质
不可能把热从低温物体传到高温物体而不产 生其他影响；不可能从单一热源取热使之完 全转换为有用的功而不产生其他影响；不可 逆热力过程中熵的微增量总是大于零。
在封闭系统中，自发过程总是向着熵 增加的方向进行，即熵增加原理。
揭示了热量传递和做功过程的不可逆 性，是能量耗散和转化过程的宏观规 律。
通过学习热力学基础，学生可以了解热现象的本质和规律，掌握热力学的 分析方法，为后续的物理学习和实际应用打下基础。
热力学的重要性
热力学在能源、化工、材料 、环保等领域有广泛应用， 是解决实际问题的重要工具
。
热力学的基本原理和方法对 于理解其他物理分支（如电 磁学、光学）以及交叉学科 （如生物物理、地球物理）
热力学第二定律的应用
空调制冷原理
利用制冷剂在蒸发器中吸热蒸发而降低温度，再通过冷凝器放出热 量，使室内温度降低。
汽车发动机效率
汽车发动机效率不可能达到100%，因为发动机工作时会产生热量 损失，这些热量无法完全转化为机械功。
热机效率
热机效率不可能达到100%，因为燃料燃烧产生的热量不可能完全转 化为机械功，其中一部分热量会以热量的形式散失到环境中。
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化学反应的热力学基础和应用
化学反应的热力学基础和应用化学反应是化学学科的核心之一，它描述了物质之间如何在一定条件下进行变化和转化。
在进行反应的过程中，伴随着化学能量的转化，化学物质的状态发生了明显的变化。
本文将探讨化学反应中的热力学基础及其应用。
一、热力学基础热力学是研究热能和其他形式能量之间相互转化的学科，它关注的是物质内部的能量状态和转化过程。
在化学反应中，热力学描述了反应涉及的热能变化和物质状态的变化。
常见的热力学参数包括焓、熵和自由能。
焓是指反应体系的内能与体积之积，表示了反应涉及的热量变化。
在化学反应中，焓变表示反应物转化为产物时，产生或吸收的热量。
为了方便描述，焓变通常使用ΔH表示，其中Δ表示“变化量”（final minus initial），H表示“热能”。
如果ΔH为正，表示反应过程为吸热过程，即反应物吸收了能量；如果ΔH为负，表示反应过程为放热过程，即反应物释放了能量。
熵是指反应体系混乱程度的指标，它表示了反应过程中发生的能量和物质变化所带来的信息熵变化。
在化学反应中，熵变表示反应发生时，体系内部混乱程度的变化。
熵变通常使用ΔS表示，其中Δ表示“变化量”（final minus initial），S表示“熵”。
如果ΔS 为正，表示反应过程增加了体系的混乱程度；如果ΔS为负，表示反应过程减少了体系的混乱程度。
自由能是指反应体系在一定条件下能够进行有效转化的能量状态。
在化学反应中，自由能可以判断反应是否会进行。
自由能变表示反应发生时体系自由能的变化，通常使用ΔG表示，其中Δ表示“变化量”（final minus initial），G表示“自由能”。
如果ΔG为负，表示反应是自发进行的，反之，如果ΔG为正，表示反应需要外界提供能量才能进行。
二、应用实例热力学原理在化学反应中具有广泛的应用，以下是常见的应用实例。
1. 化学反应的热效应化学反应是通过化学键的形成和断裂来进行的，而化学键的形成和断裂都需要能量的参与。
热力学定律及其应用领域
热力学定律及其应用领域热力学是物理学中的一个重要分支，研究有关热能转化与能量传递的规律和性质。
热力学定律是热力学理论的基础，为我们理解和应用能量转化提供了重要的理论支持。
本文将介绍热力学的基本定律，同时探讨其在不同应用领域中的重要性。
热力学的基本定律可归纳为三大定律：第一定律（能量守恒定律），第二定律（熵的增加定律）和第三定律（绝对零度的不可达性定律）。
第一定律，也称为能量守恒定律，表明能量在任何系统中都是守恒的。
根据这个定律，能量可以从一个形式转化为另一个形式，但总能量量不变。
这个定律对于理解和应用能量转化过程至关重要。
例如，在发电厂中，化学能被转化为热能，然后再转化为机械能或电能。
了解能量守恒定律可以帮助我们优化能源转化和利用方式，提高能源利用效率。
第二定律是热力学中的一个重要定律，也被称为熵的增加定律。
熵是衡量能量分布均匀程度和系统无序程度的物理量。
第二定律指出，孤立系统中的熵会随时间增加，而不会减少。
这意味着自然趋向于无序和不可逆性。
第二定律对于理解热能转化的方向和效率至关重要。
例如，热机和制冷机等能量转化设备均受到第二定律的限制。
了解第二定律可以帮助我们设计更高效的能源装置，并减少能量损失。
第三定律是热力学中的另一个重要定律，也被称为绝对零度的不可达性定律。
它指出，在理论上，绝对零度是不可达到的。
绝对零度是温度的最低限度，相当于摄氏零下273.15度或华氏零下459.67度。
按照第三定律，任何实际物质都不能完全达到绝对零度，因为这意味着分子的运动停止，熵降为零。
第三定律对于研究低温技术和超导材料等方面具有重要意义。
热力学定律在许多应用领域发挥着重要作用。
以下是其中一些领域的例子：1. 能源转化与利用：热力学定律提供了能源转化与利用的基础理论。
了解热力学定律可以帮助我们优化能源转化过程，减少能量损失，提高能源利用效率。
例如，在汽车发动机的设计中，热力学定律可以指导优化燃烧过程，提高热能转化效率，降低废气排放。
5第五章 热力学基础
热力学基础
第五章 热力学基础
5-1 热力学第一定律及应用
5-2 循环过程 卡诺循环
5-3 热力学第二定律
教学基本要求
一、理解准静态过程及其图线表示法. 二、理解热力学中功和热量的概念及功、热量和内能的微观意 义，会计算体积功及图示. 会计算理想气体的定压和定体摩 尔热容. 三、掌握热力学第一定律，能分析计算理想气体等体、等压、 等温和绝热过程中的功、热量和内能的改变量.
m i dQV dE RdT M 2
摩尔定容热容: 在体积不变的条件下, 1mol 的理想气体 温度升高（或降低）1K时吸收(或放出) 的热量. 1mol 理想气体 CV ,m
dQV dT
单位
J mol K
1
1
i 由 dQV CV ,mdT RdT 2 i 可得 CV ,m R 2 m 物质的量 为 的理想气体 M
以S表示活塞的面积，p表示气体的压强，dl Fdl pSdl
dW pdV
W
V2
1
p
dV
S
dl
V
pdV
p
1
功的大小等于在p-V图 中曲线下的面积.
3. 准静态微元过程能量关系
p
2
dQ dE pdV
O V dV 1
V2
V
功的图示
p
p1
I
m Q p C p ,m (T2 T1 ) M
( E2 E1 ) p(V2 V1 )
m m CV ,m (T2 T1 ) R(T2 T1 ) M M m (CV ,m R )( T2 T1 ) M
可得 C p,m CV ,m R
热力学基础原理解析
热力学基础原理解析热力学是物理学中的一个分支，研究的是热力学态，也就是宏观状态下的热学性质。
热力学有基本原理和基本概念，其中基本原理包括热力学第一定律和热力学第二定律。
本文将着重介绍热力学基础原理的解析和应用。
一、热力学第一定律热力学第一定律，也称为能量守恒定律。
能量守恒定律是指在一个封闭系统中，系统的能量总量不变。
这个定律是由玻尔兹曼在19世纪中叶提出的。
它表明，能量不能够被创建或者消灭，它只能够被转化为其他形式。
热力学第一定律可以用一个简单的公式来表示：ΔU = Q - W其中，ΔU是系统的内能变化量，Q是系统吸收的热量，W是系统对外做的功。
热力学第一定律表明系统的内能变化量等于系统吸收的热量与系统对外做的功的差值。
在热力学中，我们常常使用焓（enthalpy）来代替内能。
焓可以定义为系统内能与系统对外做功之和。
则热力学第一定律可以简单地写成：ΔH = Q + W其中，ΔH是系统的焓变化量，Q是系统吸收的热量，W是系统对外做的功。
二、热力学第二定律热力学第二定律是热力学的核心定律，也是能源效率的基本原理。
热力学第二定律描述了内在的热力学不可逆性，并被认为是物理学中最基本的原理之一。
热力学第二定律包括两个重要概念：熵（entropy）和能量的可用性。
熵是指能量的不可逆流动性。
它描述了系统在吸收热量和放出热量过程中发生的无序变化。
熵是一个度量系统混沌程度的因素，可以用热力学第二定律的数学表达式来描述。
热力学第二定律的数学表达式为：dS = dQ/T其中，dS是系统的熵增量，dQ是热量的微小增量，T是系统的温度。
能量的可用性是指能量是否能够被完全利用。
热力学第二定律指出，所有的能量都会自发地流向更高的熵状态。
这意味着，所有的能量都有一定的分散和无序性，不能百分百地被利用。
三、热力学基础原理的应用热力学基础原理在工程、化学、物理、生物领域都有广泛的应用。
热力学第一定律和第二定律对于工程和物理学都有极其重要的应用价值。
热力学第一定律及其应用
热力学第一定律及其应用热力学是研究能量转化与传递的学科，而热力学第一定律则是热力学的基础定律之一。
热力学第一定律被称为能量守恒定律，它表明能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总能量守恒。
这一定律的应用广泛，涵盖了许多领域。
首先，让我们来了解一下热力学第一定律的基本原理。
热力学第一定律可以简单地概括为内能的守恒。
内能是物质分子运动的能量和相互作用能的总和，它可以通过传热和做功来转化。
具体而言，热力学第一定律可以表示为以下的方程式：ΔU = Q - W其中，ΔU代表系统内能的变化，Q代表系统从外界吸收的热量，W代表系统对外界做的功。
接下来，我们来看一些实际的应用案例。
热力学第一定律的应用非常广泛，从热力学系统到生物体都可以应用这一定律来分析能量转化和传递的过程。
一种最常见的应用是在热机中。
热机是将热能转化为机械能的设备，例如汽车发动机和蒸汽轮机。
根据热力学第一定律，热机的工作原理可以归结为吸收热量、转化为功和排放废热的循环过程。
通过对热机的分析，我们可以了解热能转化的效率和能量损失。
另一个常见的应用是在化学反应中。
热力学第一定律可以用来解释化学反应中的能量变化。
当反应发生时，系统的内能会发生变化，可以通过测量吸收或放出的热量来计算反应的内能变化。
这对于预测反应的驱动力和研究化学平衡非常重要。
热力学第一定律还可以应用于生物学领域。
生物体也是一个能量转化和传递的系统，而内能的变化决定了生物体对外界的能量交互。
通过热力学第一定律，我们可以分析生物体中能量的转化和传递过程，进一步理解生物体的生理功能。
此外，热力学第一定律还可以应用于能源系统和环境科学。
对于能源系统，热力学第一定律有助于优化能源的转换和利用，提高能源利用效率。
而在环境科学中，热力学第一定律可以用于分析环境中的能量流动和热平衡。
总结起来，热力学第一定律是研究能量转化与传递的基本定律，具有广泛的应用。
无论是在工程领域、化学反应中还是生物学和环境科学中，热力学第一定律都扮演着重要的角色。
热力学在化工中的应用与原理
热力学在化工中的应用与原理热力学是研究能量之间转化和转移的科学领域，它在化工工业中有着广泛的应用。
本文将探讨热力学在化工中的应用和原理，并阐述其中与化工过程相关的关键概念。
一、热力学基础知识1. 热力学系统与界面热力学研究的对象是系统，系统指物质和能量的一个特定区域。
在化工领域，系统可以是一个反应器、一个混合槽等。
系统包括系统边界和系统外界，系统边界是系统与外界的分界线。
2. 热力学状态和状态量热力学状态是指系统的一组可测量的宏观特性，如温度、压力、物质的数量等。
状态量是描述系统状态的物理量。
3. 热力学过程热力学过程是指系统从一个状态变为另一个状态的变化过程。
可以分为等温过程、等压过程、等容过程等。
二、热力学在化工过程中的应用1. 热力学计算在化工过程中，经常需要计算热力学参数，如焓变、熵变等。
这些参数对于反应的热效应分析、能量平衡计算等至关重要。
通过热力学计算，可以预测化工过程中的能量转化和转移，帮助优化工艺参数和节约能源。
2. 反应热的计算在化工反应中，反应热是一个重要的热力学参数。
了解反应热可以评估反应的热效果、确定适宜的反应条件，并进行反应的热管理。
热力学原理可以通过计算反应热来评估反应的放热或吸热性质，并为反应器的设计和操作提供依据。
3. 热力学平衡热力学平衡是指系统内各组成部分之间达到热力学平衡状态。
在化工过程中，热力学平衡是一个重要的设计和操作要求。
通过热力学平衡的计算和分析，可以确定化工系统中组分的分布、浓度和相态等。
4. 熵增原理熵增原理是热力学中的核心原理之一，它描述了系统在热力学过程中熵的增加趋势。
在化工过程中，熵增原理可以应用于评估系统的能源转换效率和热损失情况，并指导工程师进行能量优化设计。
5. 热力学模拟与优化热力学模拟与优化是一种基于热力学原理的工程设计方法。
通过建立热力学模型，可以模拟化工过程中的能量转换和传递，预测系统的性能。
然后，通过优化模型，可以提高工艺的能效、减少能耗，达到可持续发展的目标。
热学和流体力学的基础概念和应用案例
热学和流体力学的基础概念和应用案例热学和流体力学，是物理学的两个基础分支。
热学主要研究物体的温度、热量和能量转化等问题；而流体力学则主要研究流体的运动规律、流体静力学、流体动力学等问题。
这两个学科在现代工程学、化工、航空、能源等领域中有着广泛的应用。
一、热学基础概念1. 温度温度是人们对物体热度大小的直观感受，也是一个物体内部分子运动无序程度的表现。
温度的单位是开尔文（K）或摄氏度（℃）。
2. 热量热量是物体内部分子振动、传递、旋转和其他运动方式所携带的能量。
热量的单位是焦耳（J）。
3. 热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律的一个具体表现，它阐述了热量从一个系统传递到另一个系统时，能量的守恒原则。
热力学第一定律的表述是：在一个孤立系统中，当系统与外界发生能量交换时，系统内能量的变化等于外界对系统进行的功加上系统所吸收的热量。
二、流体力学基础概念1. 流体的物理性质流体的物理性质包括流体的密度、粘度、压强等。
研究流体物理性质是流体力学的一个重要分支。
2. 流量流量是流体在单位时间内通过某一部分表面的体积。
流量的单位通常是立方米每秒（m³/s）。
3. 斯托克定律斯托克定律是描述流体中颗粒运动规律的一个公式，它是由英国物理学家斯托克发明的。
斯托克定律的表述是：在流体中，颗粒的终端速度与颗粒体积、密度、介质粘度以及所受的重力有关。
三、热学与流体力学的应用案例1. 热量传导热量传导是热学中的一个基本概念，它是指热量从高温物体传递到低温物体的过程。
在工程实践中，热量传导应用非常广泛。
例如，我们可以通过热传导来加热水，热水可以被用于家用、工业和其他许多领域。
2. 流体的运动规律研究流体的运动规律在工业、航空、航海等领域有广泛的应用。
例如，在飞机领域，通过研究流体的运动规律可以确定机翼的设计，使得机翼能够更好地升力，使飞机更加稳定飞行。
在汽车工业中，研究气流的运动规律可以优化汽车车身的设计，让汽车风阻更小、油耗更低。
热力学基础在材料科学中的应用
热力学基础在材料科学中的应用材料科学是一门综合性的学科，它研究材料的结构、性质和制备方法，是实现物质转化和产品创新的重要基础。
而在材料科学中，热力学起着非常重要的作用。
热力学是一门研究热现象、能量转化和物理变化规律的学科。
它提供了量化的描述和分析热现象的框架和数学工具，是材料科学中的理论基础之一。
本文将从热力学基础的角度出发，简要介绍它在材料科学中的应用。
一、热力学基础热力学的概念可以追溯到18世纪，当时人们研究的主要是热量、温度、压力等概念。
19世纪初，热力学开始发展成为一门严谨的自然科学。
热力学包括热力学第一定律和热力学第二定律两个基本定律。
热力学第一定律是能量守恒定律，它表明能量可以转化，但总能量不变。
热力学第二定律则规定了热的自发流动的方向，它表明系统趋于稳定状态的趋势。
热力学提供了分析热现象的一般方法，其中非常重要的是热力学平衡。
平衡是指系统达到了不随时间演化的状态。
平衡可以分为热力学平衡和力学平衡两种。
热力学平衡是指整个系统的熵达到最大或者平衡态下熵的变化最小时，系统不再有热量的净流入或流出。
另一个重要的概念是热传导系数。
热传导系数是描述材料导热性能的参数，它是指在单位时间内单位温度差下，单位长度内热量传导的量。
热传导系数越大，材料的导热性能就越好。
在材料科学中，热传导系数是一个非常重要的参数，因为它可以决定材料的加热或冷却速度，从而影响材料的性能和使用寿命。
二、热力学在材料科学中的应用1. 材料热力学材料的热力学性质是指材料在不同温度和压力下的热力学参数，如热容、焓、熵等。
这些参数能够描述材料的热力学行为和性能。
材料热力学的研究对理解材料相变、热稳定性和熔化等现象具有重要意义。
在制备新材料时，热力学性质的研究可以帮助分析某些化学反应的热力学特性，从而指导材料合成的工艺路线和条件。
2. 相平衡相平衡是指两个或多个相在热力学上达到平衡状态。
相是指在物理上具有一定的结构和排列规则的一些微观物体，如晶格、分子等。
热力学第一二三定律及其应用
热力学第一二三定律及其应用热力学是研究热和能量转换的学科，而热力学第一二三定律是热力学最基本的三个定律，它们是热力学研究的重要基础。
本文将分别介绍这三个定律及其应用。
一、热力学第一定律热力学第一定律，又称能量守恒定律，指的是热力学系统中总能量的守恒性。
即在一个孤立系统中，能量不能被创造或者消失，只能从一种形式转化为另一种形式。
热力学第一定律的应用十分广泛，如能源的转换和利用，汽车发动机的设计和优化，太阳能电池的制造等。
在能源转换和利用中，第一定律可以用于分析能量流和预测系统的效率。
例如，在热能发电中，热能被转化为机械能，然后机械能通过发电机转化为电能。
在这个过程中，第一定律可用于计算电站的总输电量和节约燃料的方式。
二、热力学第二定律热力学第二定律，又称熵增定律，指的是孤立系统熵的增加。
热力学中的熵可以理解为系统的无序度量。
第二定律表明，任何一种孤立系统都倾向于变得更加无序。
热力学第二定律的应用涉及工程、环境和生物学等众多领域。
例如，在热机中的工程热力学和制冷技术中的制冷循环，都需要考虑热力学第二定律。
在环境保护方面，热力学第二定律可用于分析和预测环境的变化。
而在生物学中，热力学第二定律被用于解释生物体内的化学反应和代谢。
三、热力学第三定律热力学第三定律，又称绝对熵零点定律，提出了一个没有可能达到的理论极限：当温度趋向于绝对零度时，任何孤立系统的熵趋于零。
热力学第三定律被认为是热力学三大定律中最不直观和理论化的一个。
热力学第三定律的应用相对较少。
它主要被用于特定领域的研究，如半导体材料的研究、超导体的研究以及天体物理学的研究。
结论热力学第一二三定律是热力学基本的三个定律，它们在各种科学和工程领域中都有广泛的应用。
这三个定律为科学家和工程师提供了分析和优化物理系统的框架和方法。
在工业、环境和生物学等领域，热力学技术的应用是不可或缺的。
热力学第一定律的含义与应用
热力学第一定律的含义与应用热力学是研究热与能之间的转化以及宏观物质的性质和变化规律的科学。
热力学第一定律是热力学的基础之一，它揭示了能量守恒的原理，并与各个领域的实际问题紧密相关。
本文将探讨热力学第一定律的含义以及其在不同领域的应用。
1. 热力学第一定律的含义热力学第一定律，也称为能量守恒定律，是指能量在系统和周围环境之间的转化过程中，总能量守恒，能量既不会凭空消失也不会凭空产生。
根据能量守恒定律，能量可以以不同形式进行转化，如热能、机械能、电能等，但总能量的大小在一个封闭系统中保持不变。
2. 热力学第一定律的应用2.1. 热力学循环分析中的应用热力学循环是指热力学过程的一个周期性变化，热力学第一定律应用于热力学循环分析中，可以帮助我们了解能量在循环过程中的变化情况。
例如，发电厂中的热力机械循环使用燃料转换成热能，并进一步转化为机械能，最终转化为电能。
热力学第一定律可以帮助我们计算循环过程中的能量转化效率，从而优化能源利用。
2.2. 热平衡系统的分析在热力学中，热平衡系统是指系统与周围环境之间不存在热能传递的状态。
根据热力学第一定律，热平衡状态下系统的内能改变为零，即系统内部的能量不会改变。
这一原理在化学反应动力学、热能传导等领域的分析中经常应用。
通过分析热平衡系统，我们可以推断出系统的稳定性以及能量的分布和传递方式。
2.3. 热力学第一定律在工程领域的应用热力学第一定律广泛应用于能源工程、热能利用等领域。
能源工程中的热力学分析通常用于评估能源转换的效率，并优化能源的利用方式。
例如，在汽车工程中，热力学第一定律可用于计算车辆的燃油效率，评估内燃机的性能等。
这些分析有助于提高能源利用效率，减少能源的浪费。
2.4. 生态系统中的热力学第一定律应用热力学第一定律在生态学中也有重要的应用。
生态系统的能量流动和物质循环是生态系统运行的基础。
热力学第一定律揭示了能量在生态系统中的守恒性，帮助我们理解能量的流动路径以及能量在不同生物组织之间的转化。
物态变化和热力学的基础知识及应用
物态变化和热力学的基础知识及应用一、物态变化1.定义：物态变化是指物质在一定条件下，从一种物态转变为另一种物态的过程。
2.分类：物态变化分为固态、液态、气态和等离子态四大类。
3.主要物态变化过程：（1）熔化：固体→液体（2）凝固：液体→固体（3）汽化：液体→气体（4）液化：气体→液体（5）升华：固体→气体（6）凝华：气体→固体二、热力学基础知识1.定义：热力学是研究物体在热现象方面的本质规律和能量转换、传递问题的科学。
2.基本定律：（1）热力学第一定律：能量守恒定律，即系统内能的改变等于外界对系统做的功和系统吸收的热量的和。
（2）热力学第二定律：熵增定律，即孤立系统的总熵不会自发减少，热力学过程具有方向性。
3.温度、热量和能量：（1）温度：表示物体冷热程度的物理量，单位为摄氏度（℃）。
（2）热量：物体在热传递过程中传递的内能，单位为焦耳（J）。
（3）能量：物体具有的能做功的本领，包括动能、势能、内能等。
三、物态变化和热力学应用1.生活中的应用：（1）冬季取暖：利用热传递原理，将热量从高温区域传递到低温区域，使室内温度升高。
（2）空调制冷：利用制冷剂的物态变化过程，吸收室内热量，使室内温度降低。
（3）烹饪：利用热量使食物中的分子运动加剧，从而改变食物的物态和口感。
2.科技领域的应用：（1）热机：如内燃机、蒸汽机等，利用热能转化为机械能的原理，驱动各种设备工作。
（2）太阳能电池：利用光能转化为电能的原理，将太阳能转化为可利用的电能。
（3）热能存储：利用相变材料等，将热能存储起来，以便在需要时释放。
3.环境和经济影响：（1）全球气候变化：地球大气层中的温室气体导致地球温度升高，引发极端气候现象。
（2）能源消耗：物态变化和热力学应用过程中的能量转化和传递，消耗大量能源，对环境产生影响。
（3）节能减排：通过提高热效率、利用可再生能源等手段，降低能源消耗，减轻环境污染。
综上所述，物态变化和热力学基础知识及应用涵盖了生活中的方方面面，对中学生来说，了解这些知识有助于提高科学素养，为未来的学习和生活奠定基础。
化学热力学的基本概念与应用
化学热力学的基本概念与应用热力学是研究能量转化和能量传递规律的科学，而化学热力学是研究化学反应中能量变化以及与这些变化相关的物理量和性质的科学。
热力学的基本概念是热、能和功，通过这些概念，可以描述化学反应的热效应、熵变和自由能变化，进而解释和预测化学反应的发生性质，优化反应条件以及设计合成路线。
1. 热力学基本概念1.1 热的概念热是能够使物质温度上升或者产生相变的能量传递形式，单位是焦耳（J）。
1.2 能的概念能是物体所具有的做功的能力，它分为内能和外能两部分。
内能是物质本身所具有的能量，外能是物体的位置、状态等所决定的能量。
单位是焦耳。
1.3 功的概念功是物体通过做功所转化出的能量，单位是焦耳。
2. 化学反应的热效应化学反应的热效应是指在常压下，化学反应中吸热或放热现象的能量转化。
反应放热时，反应物的内能大于生成物的内能；反应吸热时，反应物的内能小于生成物的内能。
2.1 焓变焓变（ΔH）描述了化学反应中热的变化量。
当ΔH为正值时，反应为吸热反应；当ΔH为负值时，反应为放热反应。
2.2 热化学方程式热化学方程式用来表示反应的热效应。
例如，A+B→C，ΔH＝-100 kJ/mol表示该反应放出100千焦热量。
3. 熵变与自由能变化3.1 熵变熵（S）是描述体系无序程度的物理量，熵变（ΔS）表示在化学反应中，体系的无序程度的变化。
正的ΔS表示反应使体系的无序程度增加，负的ΔS表示反应使体系的无序程度减小。
3.2 熵变和焓变的关系根据热力学第二定律，化学反应发生的方向是使体系的熵增加，即ΔS总是大于零。
结合焓变（ΔH）与熵变（ΔS），可以使用吉布斯自由能（G）描述反应的驱动力。
3.3 吉布斯自由能吉布斯自由能（G）是描述体系在一定条件下能量变化和无序程度变化的物理量，它与焓变（ΔH）和熵变（ΔS）有关。
当ΔG为负值时，反应可以自发进行；当ΔG为正值时，反应不可以自发进行；当ΔG等于零时，反应达到平衡。
热力学基础知识
热力学基础知识热力学是物理学的一个分支，研究热现象和热能转化的规律。
在我们生活中，也可以看到许多与热力学有关的现象，比如汽车引擎的工作、空调的制冷、发热体的加热等等。
在接下来的文章中，我们将深入了解一些热力学的基本概念和原理。
一、热力学的基本概念1. 温度和热量温度是描述物体热度的物理量，单位是摄氏度（℃）、开尔文（K）、华氏度（℉）等。
热量是指热能的转移量，单位是焦耳（J）、卡路里（cal）等。
两者的联系可以用下面的公式表示：Q=m×c×ΔT其中，Q表示热量，m表示物体质量，c表示物体的热容量，ΔT表示物体温度变化量。
此外，还有一个重要的物理量叫做热力学摩尔容量，指的是单位量物质在温度变化1K时所吸收的热量，单位是焦/摩尔-开尔文（J/mol-K）。
2. 热力学第一定律热力学第一定律也叫做能量守恒定律，指的是能量不能被创造或毁灭，只能从一种形式转化为另一种形式，并且总能量守恒。
从热观点来看，热量也是一种能量，因此热能也具有守恒性质。
3. 热力学第二定律热力学第二定律是一个非常重要的定律，它规定了热能转化的方向性，即热量只能从高温物体流向低温物体，不可能反向。
这个定律也成为热力学的增熵定律，指的是一个孤立系统的熵（混乱度）只可能增加，而不可能减小。
二、热力学的应用1. 热力学循环热力学循环是指通过对气体或液体的加热或冷却来产生机械功或者热量，再将剩余的热量排放到外界，从而实现能量转化的过程。
熟悉汽车工作原理的人应该都知道，汽车引擎就是一种热力学循环系统，通过燃烧汽油来加热气体，从而产生机械功驱动车轮，同时排放废气。
2. 热力学平衡当物体的温度相同时，此时物体达到了热力学平衡，它们之间的热量不再交换。
但是，这并不意味着温度相同的两个物体一定热力学平衡。
比如，在室内放着一瓶冰水和一只热汤的碗，虽然它们的温度都是20℃，但是它们内部的热量分布不同，因此不能说它们处于热力学平衡状态。
化学反应中的热力学与反应热量
化学反应中的热力学与反应热量热力学是研究热与其他形式能量之间相互转化的科学，它在化学领域中发挥着重要的作用。
本文将探讨化学反应中的热力学以及反应热量的相关内容。
一、热力学基础概念1. 系统与环境在热力学中，我们将研究对象称为系统，除系统外的一切称为环境。
系统与环境之间存在能量的交换。
2. 热力学第一定律热力学第一定律表达了能量守恒的原理，即能量既不能被创造也不能被销毁，只能从一种形式转化为另一种形式。
3. 内能内能是系统的能量，包括系统的微观、宏观状态所带有的能量。
内能可以通过加热或者做功来改变。
二、化学反应的热力学化学反应是指物质之间发生变化的过程，热力学研究了化学反应中能量的转化。
常用的反应热力学参数有焓变、熵变和自由能变。
1. 焓变（ΔH）焓变是在常压条件下，系统吸收或释放的热量。
当化学反应吸热时，焓变为正值；当化学反应放热时，焓变为负值。
2. 熵变（ΔS）熵是描述系统的无序程度的物理量。
熵变表示在化学反应中系统熵的变化程度，反应产生的混乱程度。
化学反应遵循熵增原理，即总熵变要大于零。
3. 自由能变（ΔG）自由能是系统可做非体积功的最大能量。
自由能变表示系统在化学反应中的能量变化能否做功。
当ΔG小于零时，反应是自发进行的。
三、反应热量的测量反应热量是指在化学反应中释放或吸收的热量。
测量反应热量常用的实验方法包括燃烧法、溶解热法和恒温加热法。
1. 燃烧法燃烧法适用于氧化还原反应。
实验中将燃烧物质放置在密闭反应容器中，测量其产生的热量。
2. 溶解热法溶解热法适用于溶解反应。
实验中将溶质溶解至饱和，测量溶解过程中产生或吸收的热量。
3. 恒温加热法恒温加热法适用于实验设置较为复杂的反应。
实验中将反应物加入恒温槽中，在恒定温度下进行反应，并通过测量溶液的温度变化来计算反应热量。
四、热力学与化学反应的应用热力学与化学反应的研究对于理解和应用化学反应具有重要意义。
1. 反应平衡根据热力学原理，当化学反应达到平衡时，系统的自由能变化为零，即ΔG=0。
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1. 状态固定后状态函数都固定，反之亦然。对吗？
对，因为状态函数是状态的单值函数。 2. 状态改变后，状态函数一定都改变?
不对，有一个状态函数变了，状态也就变了，但并不是 所有的状态函数都得变。
3. 在相同的温度压力下，氢气和氧气从四种不同的途径生 成水，即（1）氢气在氧气中燃烧，（2）爆鸣，（3）氢氧热 爆炸，（4）氢氧 燃料电池，请问这四种变化途径的热力学 能和焓的变化值是否相同?
热力学关系式的证明
热力学准备
三个定义式
状态方程式
Cp Qp H ( ) T p dT
CV QV U ( )V T dT
pV=nRT 热力学基本关系式
数学准备
全微分性质
dZ (
Z Z ) y dx ( ) x dy x y
循环关系式
某一个状态函数可以用其他任意两个状态函数来描述；
变组成、均相、非体积功为0的封闭系统 ——三个
这个变量；
描述某一个状态函数，需要两个状态函数，再加上“组成”
对于多相系统，用相律来确定独立变量数
基本公式
dU TdS pdV
dH = TdS + Vdp
dA = –SdT– pdV
100 ℃, 2p
( )T 100 ℃, p
( )p
热力学的基本概念
化学变化过程：Zn+CuSO4 (aq) Cu+ZnSO4 (aq)
ZnSO4 CuSO4 Zn Zn
ZnSO4
Cu
CuSO4
定温定压下在 烧杯中进行
定温定压下在原 电池中进行
确定系统状态的独立变量数
定组成、均相、非体积功为0的封闭系统 ——两个
3、化学变化过程: 化学反应
热力学的基本概念
（1）等温过程（T1=T2=T环=常数)
（2）等压过程（ p1=p2=p环=常数)，（等外压过程， p2=p环=常数）
（3）等容过程（V1=V2 =常数) （4）绝热过程（Q=0)
（5）循环过程 25℃, p ( )T
25 ℃, 2p 途径:( )T +( )p 或( )p +( )T ( )p
/(dT)p
H S Cp T T p T p
推导热力学关系的一般方法
例2. 证明
证:
U V p
U T C p p V p V p
( H pV ) V p
倒数关系式 链关系
(
(
z x y ) y ( ) z ( ) x 1 x y z
z x ) y 1 /( ) y x z
z z w ( )y ( )y ( )y x w x
z u z u [( ( ) x ] y [( ( ) y ]x w r r w
判断下列八个过程中，哪些是可逆过程?
(1)
(3)
用摩擦的方法生电。(2)
房间内一杯水蒸发为气。
水在沸点时变成同温同压的蒸气。
(4)
(6) (7) (8)
用干电池使灯泡发光。 (5)
对消法测电动势。
在等温等压下混合N2（g）和O2（g）。 水在冰点时变成同温、同压的冰。 说明：凡是有功转化为热的过程及自然界中的自发过 程都是不可逆的。因为逆过程热不可能完全转化为功 而不引起其他变化。（开尔文说法）
p T S V V S
热力学基本关系式
热容关系式 dU = TdS – pdV
/(dT)V
S U CV T T V T V
dH = TdS + Vdp
/(dT)p
H S Cp T T p T p
A S T V
U T S V
热力学基本关系式
S H p G T A U V
（3）麦克斯韦本关系式 Δ偏微分法:涉及到四个变量 S、T、p、V
任选一个变量作为起始点， 顺时针转半圈，三个变量依次为 偏微商的上下外，再由剩下的第 四个变量作为起始点，逆时针转 半圈，得到另外一个偏微商，正 负号由箭头方向确定。
对实际气体——节流膨胀
焦—汤效应
Van der W算
热力学基本关系式
S H p G T A U （1）基本关系式 （2）对应系数关系式 V （3）麦克斯韦本关系式
热力学基本关系式
S H p G A U V （1）基本关系式 (a) dU = dS dV
说明：若考虑非 体积功，基本公 式后面则还需要 加上电功或者表 面功项。
热力学的基本定律
热力学第零定律
分别于第三个物体达热平衡的两个物体，他们彼此也
一定互呈热平衡。
热力学第一定律
封闭系统 △U=Q+W
热力学第二定律
Clausis说法和Kelvin说法
熵表述： dSiso 0
三个基本定义式
三个判断过程与方向的判据 四个平衡条件 相律
热力学的基本概念
系统与环境 系统的性质 状态函数 可逆过程 热和功 过程 内能 热容 H、S、A、G
热力学的基本概念
状态函数
其数值仅取决于系统所处的状态，与系统的历
史无关； 其变化量取决于系统的始终态，与变化的途径 无关； 在数学上是单值连续的可微函数（全微分）； 在状态图上其变化是连续的单值平滑曲线。 异途同归，值变相等；周而复始，数值还原。
核及构型对熵有贡献，而用量热的方法测不到，所以残余熵比较大。
规定熵（绝对熵）
以热力学第三定律为依据，用积分法求得的在T时熵值。
标准摩尔熵
标准压力下，试验温度T时，求得的1mol物质的规定熵。
构型熵
不对称分子在0K时，由于取向不同而产生的微观状态数对熵的贡献
称为取向构型熵； 由于非全同粒子的可分辨性引起的微观状态数对熵的贡献称为混合 构型熵。
例 夏天，在用绝热材料制成的房间内，门窗紧闭，室内放 一冰箱，并接好电源。由同学们自己选择体系，并回答这时 热、功和热力学能的变化情况。 1. 选择刚放入冰箱的食品为体系
2．选择冰箱为体系，设冰箱的 温度恒定
3. 选择冰箱和电源为体系 4. 选择冰箱和房间为体系 5. 选择房间为体系 6. 选择冰箱、电源和房间为体系 7. 将冰箱门打开，凉气袭人，能代替作空调吗?
（5） 理想气体经焦耳-汤姆逊节流实验
（6） 常温常压下水结成冰
（7） 氢气和氧气在绝热钢瓶中爆鸣生成水，电火花能量不 计
热力学的基本概念
过程
系统状态发生的变化为过程，变化的具体步骤为 途径。可分为三类： 1、简单状态变化过程（单纯pVT变化过程）： 无相变，无化学变化过程，非体积功为0。
2、相变过程：系统物态发生变化，如 气化(vapor)：液→气 熔化(fusion)：固→液 升华过程(sublimation)：固→气。
H T p V T C T p p p V V p T p p
热力学的基本概念
可逆过程
可逆过程应具备如下特点：
(1) 状态变化时推动力与阻力相差无限小，体系与 环境始终无限接近于平衡态； (2) 过程中的任何一个中间态都可以从正、逆两个 方向到达； (3) 体系变化一个循环后，体系和环境均恢复原 态，变化过程中无任何耗散效应； (4) 等温可逆过程中，体系对环境作最大功，环 境对体系作最小功。
dG = –SdT+ Vdp
适用条件：纯物质，单相密闭系统，不作非膨胀功的任意
过程（或双变量系统的任意过程）。
多组分系统 dU ＝ TdS － pdV +
B B dnB B B dnB B B dnB + B B dnB
dH ＝ TdS + Vdp +
dA ＝ －SdT － pdV + dG ＝ －SdT + Vdp
热力学第三定律
0K时，一切完美晶体的熵（量热熵）为0。
熵
量热熵
历史上Clausius根据卡诺循环显示的特点定义了熵，其变化值用可
逆过程的热温商来表示，这样计算得到的熵称为量热熵。
统计熵（光谱熵）
根据分子光谱数据用配分函数计算得到的熵。
残余熵
统计熵与量热熵的差值。一般物质残余熵很小，有些物质由于电子、
恒温下将1 mol水倾入大量溶液中，但溶液浓度未变。
热和功
热力学的基本概念
热是系统与环境之间因温度不同而传递的能量，系统内
部因温差而交换的能量则不能算热。 功分为体积功与非体积功，化学热力学主要研究体积功， 一般不考虑非体积功。 电功与表面功都属于非体积功。
注意功的正负号； 功和热都是系统与环境之间交换的能量，系统内 部的能量转移不能当做功或者热来考虑。选取的 系统不同，功和热的符号也有可能不同。
应该相同。因为热力学能和焓是状态函数，只要始终态相 同，无论通过什么途径，其变化值一定相同。
4. 一定量的水，从海洋蒸发变为云，云在高 山上变为雨、雪，并凝 结成冰。冰、雪熔化 变成水流入江河，最后流入大海，整个循环水 的热力学能和焓的变化是多少?
其变化值都为零。因为热力学能和焓是状态 函数，不论经过怎样的循环，其值都保持不变。 这就是：周而复始，其值不变。
H = Qp A = Wmax G = Wf,max
四个规定的热力学变量
标准摩尔生成焓 标准摩尔燃烧焓 标准摩尔熵 标准摩尔生成吉布斯自由能
热力学定律对气体的应用
对理想气体——焦耳实验
理想气体的内能和焓都只是温度的函数。 理想气体的Cp与CV之差 理想气体绝热可逆过程方程式