大学物理热学思维导图

微观量——描述单个粒子性质

宏观量——描述系统整体性质

平衡态——宏观量具有稳定值

非平衡态——宏观性质随时间变化

重点推导物理模型

等概率假设

最概然分布

研究对象：近独立经典粒子

粒子特点：彼此可以区分；每个量子态中可容纳的粒子数不受限制

最概然速率——分布曲线对应的极大值

平均速度——期望

方均根速率——二阶原点矩开方

可逆过程-存在某一逆过程，能使系统和外界都恢复原来的状态

不可逆过程-无论用什么方法都不能使系统和外界同时复原

开尔文表述-不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用的功而不引起其他变化

克劳修斯表述-不可能使热量从低温物体转向高温物体而不引起其他变化

开尔文表述：热功转换（违反开尔文表述的机器+制冷机）

克劳修斯表述：热传导（违反克劳修斯表述的机器+热机）

可逆热机：组成循环的每一个过程都是可逆过程

卡诺定理

工作于T1、T2间的热机循环——>根据卡诺定理第二条不等式+循环效率表达式+采用热力学第一定律中对热量正负的规定——>循环中，系统热温比总是小于等于零——>一个循环过程可以堪称一系列小卡诺循环组成——>对任意循环，总有“热温比总和（积分）”小于等于零；等于零对应可逆循环（可作为可逆性不可逆性的判别式）

热温比的积分与过程无关（可逆），只由始、末两状态决定——存在一个状态函数，熵S

系统在可逆过程中的热温比之和等于系统熵的增量，亦称熵变

可逆加不可逆过程组成的循环：不可逆循环。由克劳修斯不等式，环路积分小于零。拆分为可逆、不可逆两个过程，可逆过程可积分得熵增，不可逆过程：孤立系统（绝热系统），与外界无热量交换，dQ=0，得到不等关系Sb-Sa>0

对于可逆过程，熵保持不变； 对于不可逆过程，熵总是增加的

自然界能量的品质会退化（丧失了转变成有用功的可能性）

状态量：取合适的可逆过程连接初末状态

可逆过程热力学基本方程

热力学研究对象：大量微观粒子组成的有限的宏观物质系统，这个宏观物质体系被称为热力学系统

根据系统与外界发生相互作用情况分类

状态参量

物态方程（两种表达式）

过程中任意状态都是平衡态——准静态过程

过程中存在非平衡状态——非准静态过程

如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡，则这两个热力学系统也处于同一热平衡

决定系统处于同一热平衡态的宏观性质：温度

一切互为热平衡的系统都具有相同的温度

温度的数值表示法（定量地进行温度的测量）：温标

功是能量变化的量度，通过作功使系统和外界有了能量的交换

功是过程量

热量的本质是传递的能量，也是能量交换的度量

升高一定温度所需要吸收的热量——热容

系统处在一定状态下内在的各种形式的能量的总和

状态量（参数：体积，温度；理想气体：温度）

一个热力学系统从一个平衡态转变到另一个平衡态的过程中，从外界吸收的能量等于系统内能的增量以及对外界作功之和

第一类永动机是不可能实现的

Cv,m=(i/2)*R

Cp,m=(i/2)*R+R

C=∞

C=0

一个热力学系统从某一状态开始变化经过一系列状态变化后又回到原来状态的整个过程称为循环过程

热机在一次循环过程中，从高温热源吸收的热量Q1中有多少转化为有用的功A

制冷机在一次循环过程中从低温热源吸出热量Q2，需外界作功A

卡诺热机的工作循环称为卡诺循环

理想气体卡诺循环的效率只与两个热源的温度有关，而与气体的种类无关