第一章 力学基础

材料热力学与动力学(Thermodynamics and Kinetics of Materials)

学位课48h, 3学分。笔试。

每周3h。其中讲授38h，讨论6h，习题课4h。

参考书：

《材料热力学》江伯鸿著上海交大出版社1999

《材料热力学》徐祖耀著科学出版社2000

《合金热力学》石霖编著机械工业出版社1992

《冶金和材料计算物理化学》乔芝郁等编著冶金工业出版社1999 Introduction to the Thermodynamics of Materials

Fourth Edition David R.Gaskell著Taylor & Francis 2003

Phase Theory

——The Thermodynamics of Heterogeneous Eguilibzia

H.A.J.Oonk 著科学出版社1987 中译本施印华译

Chemical Thermodynamics of Materials

C.H.P Lupis著Elsevier Science Publishing Co. lnc 1983

A theory is the more impressive the greater the simplicity of its premises, the more different kinds of things it relates, and the more extended its area of applicability. Therefore the deep impression that classical thermodynamics made upon me. It is the only physical theory of universal content which I am convinced will never be overthrown, within the framework of applicability of its basic concepts.

-A. Einstein.

对于一个理论，其前提越简单，所涉及不同的东西越多，应用范围越大，它就越深刻。因此，经典热力学给了我深刻的印象。我深信：在其基础概念的应用框架里，它是唯一永远不会被推翻的关于宇宙内容的物理理论。

--阿尔伯特. 爱因斯坦

The law that entropy always increases——the second law of thermodynamics holds I think, the supreme position among the laws of Nature. If someone points out to you that your pet theory of the universe is in disagreement with Maxwell's equations--then so much worse for Maxwell equations. If it is found to be contradicted by observation--well these experimentalists do bungle things sometimes. But if your theory is found to be against the second law of Thermodynamics, I can give you no hope; there is nothing for it but to collapse in deepest humiliation.

-Sir A.S. Eddington.

熵增定律--热力学第二定律--我认为，占据着自然定律中最重要的位置。如果有人向你指出你宠爱的宇宙理论与Maxwell方程不一致--那么就是Maxwell方程太差劲。如果发现它与观察所得相矛盾--那是有时没把实验做好。但是如果你的理论被发现违背了热力学第二定律，我可以告诉你毫无希望了；你的理论只能在极度的耻辱中崩溃。Arthur Stanley Eddington (1882～1944)

英国天文学家和物理学家。1882年12月28日生于肯德尔,1944年11月22日卒于剑桥。1905年毕业于剑桥大学三一学院。1906～1913年在格林威治天文台任职,1913～1944年任剑桥大学天文学教授，1914年起任剑桥大学天文台台长。曾任英国皇家天文学会会长、物理学会会长、数学协会会长，并于1938～1944年任国际天文学联合会主席。

第一章 热力学基础

热力学体系(Systems)

Open system Closed system Isolated system ⎧⎪

⎨⎪⎩

敞开体系(既有物质交换,又有能量交换)封闭体系(没有物质交换,只有能量交换)孤立体系(既无物质交换,又无能量交换) 若不特别说明，均指封闭体系。

单元系(Single-component systems or Unary systems) 多元系( Multicomponent systems) 单相体系(Homogeneous systems) 多相体系(Heterogeneous systems) 体系的性质(Properties)

强度性质（Intensive Properties ）：无加和性 如T 、P 等 广延性质（Extensive Properties ）：有加和性 如U 、H 、G 等

状态函数(State Functions)：能够描述体系内在状态的参数 1）状态一经确定，状态函数便有一确定的数值；

2）状态变化时，如果始、终态确定，状态函数的差值也就确定。 即：如果Z 为状态函数，则dz 必为全微分，全微分的积分结果

与路径无关，即：

⎰-=21

1

2

Z Z Z

Z dZ

若状态函数 ),(y x f Z = 有Ndy Mdx dZ +=， 则由格林（Green ）公式