热力学复习知识点汇总.docx

概念部分汇总复习

第一章热力学的基本规律

1.热力学与统计物理学所研究的对象：由大量微观粒子组成的宏观物质系统

其中所要研究的系统可分为三类

孤立系：与其他物体既没有物质交换也没有能量交换的系统；

闭系：与外界有能量交换但没有物质交换的系统；

开系：与外界既有能量交换又有物质交换的系统。

2.热力学系统平衡状态的四种参量：几何参量、力学参量、化学参量和电磁参量。

$、一个物理性质均匀的热力学系统称为一个相；根据相的数量，可以分为单相系和复相系。

4、热平衡定律a热力学第零定律）：如果两个物体各自与第三个物体达到热平衡，它们彼此也处在热平衡. ■、符合玻意耳定律、阿氏定律和理想气体温标的气体称为理想气体。

•、范德瓦尔斯方程是考虑了气体分子之间的相互作用力（排斥力和吸引力）、对理想气体状态方程作了修正之后的实际气体的物态方程。

久准静态过程：过程由无限靠近的平衡态组成，过程进行的每一步，系统都处于平衡态。

■、准静态过程外界对气体所作的功：dw =^P dV,外界对气体所作的功是个过程量。

嗽绝热过程：系统状态的变化完全是机械作用或电磁作用的结果而没有受到其他影响。绝热过程中内能・是一个态函数：W =U B~U A

■、热力学第一定律（即能量守恒定律）表述：任何形式的能量，既不能消灭也不能创造，只前从一弹形式转换成另一种形式，在转换过程中能量的总量保持恒定；热力学表达式：U R-U A=W^Q；筱分形式：dU = dQ + dW

II、态函数熠“ H =U + pV f等压过程：AH二△U + 0AV,与热力学第一定律的公式一比较即得：等压过程系统从外界吸收的热量等于态函数熠的增加量。

口、焦耳定律：气体的内能只是温度的函数，与体积无关，即U=U（T）O

U.定压热容比：Cp = （3T）；定容热容比：C# = （dj,）公式：C f）— C v = nR

, , n z_I

14.绝热过程的状态方程：pV7 = const: TV7 = const: 一= const。

R T"

T

IT卡诺循环过程由两个等温过程和两个绝热过程组成。正循环为卡诺热机，效率'—亠逆循环为卡诺制冷机，效率为〃=—」（只能用于卡诺热机）。

T\ ~T2

■、热力学第二定律：克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化（表明热传导过程是不可逆的）；

开尔文（汤姆孙）表述：不可能从单一热源吸收热量使之完全变成有用的功而不引起其他变化（表明功变热的过程是不可逆的）；

另一种开氏表述：第二类永动机不可能造成的。

IT无摩擦的准静态过程是可逆过程。

H、卡诺定理：所有工作于两个一定温度需与吐间的热机，以可逆机的效率为最高。并且所有的可逆机

的效率〃都相等〃=1 一三，与工作物质无关，只与热源温度有关。

丁2

将、热机的效率：〃一卷，•为热机从高温热源吸收的热量，■为热机在低温热源放出的热量。

%、克劳修斯等式与不等式:

21、可逆热力学过程f — = 0,不可逆热力学过程f — <0o

22、热力学基本方程：dU = TdS-pdV .

”、矯函数是一个广延量，具有可加性；对于可逆过程，矯$是一个态函数，积分与路径无关；对于绝热

过程中，燔永不减少。

24、理想气体的爛函数,S = nC v lnT + nRinV + 50 ； S = nC p InT-nR In p4- S o »

29、爛增加原理：系统经过可逆绝热过程后爛不变，经过不可逆绝热过程后爛增加，在绝热条件下爛减少 的过程是不可能实现的。埔增加原理用来判断过程进行的方向和限度。

旅、孤立系统内所发生的过程的方向就是爛增加的方向，若系统经绝热过程后爛不变，则此过程是可逆的; 若爛增加，则此过程是不可逆的。

也、爛是系统中微观粒子作无规则运动的混乱程度的量度。

在等温等容过程中，系统的自由能(F = U — TS )永不增加，系统发生的不可逆过程总是朝着自 由能减少的方向进行；在等温等压过程中，吉布斯函数(G = t7 — TS + pV)永不增加，系统发生的 不可逆过程总是朝着吉布斯函数减少的方向进行。

第二章均匀物质的热力学性质

I 、内能、焙、自由能和吉布斯函数的全微分

dH =TdS + Vdp ； dG = —SdT + Vdp ； dF = -SdT-pdV ； dU=TdS-pdV

7、获得低温的方法主要冇节流过程和绝热膨胀过程；节流过程前后气体的温度发生了变化，这个效应称Z 为：焦耳一汤姆孙效应；对于理想气体，节流过程前后温度不变。

4、受热的物体会辐射电磁波，叫做热辐射；热平衡辐射体对电磁波的吸收和辐射达到平衡，热辐射的特性 只取决于辐射体的温度，与辐射体的其他性质无关，所以说平衡辐射下，辐射体具有固定的温度。

计算及证明题：

习题L2试证明任何一种具冇两个独立参量的物质T,p .英物态方程可由实验测得的体胀系数Q 及等温 压缩系数心，根据下述积分求得ilnV = j (adT 一 K T dp)如果a = j

解:因为/(T,V, p) = 0.所以•我们可写成V = V(T, p).由此. 必尊)"+务如因为"將)严T 务

dv 所以-dV = VadT - V/c T dp,= adT - K T dp

所以.In V = j cxdT - K T dp 当 a = \/T,K T = 1/ p.

空-虫，得到：“V 二CT T p

第一章

例题I 和3作业题:L L LI L h L2I

第二章

例题2和作业题：2.2. 2.4, 2. 12

概念部分汇总复习

笫三章单元系的相变

K T ——,试求物态方程。 P lnV = 例题I •人假设•物质的体涨系数和等温压缩系数经过实验测得为:

= const. T