系统分类: 孤立系统、封闭系统、开放系统.
体胀系数:P T V V )(1∂∂=α压强~~:V T P P )(1∂∂=β等温压缩~~:T T P
V V K )(1∂∂-= 基本方程:PdV Tds dU -=
熵增加原理:S B -S A ≥0.即经绝热过程后,系统的熵永不减少,系统经可逆绝热过程后熵不变.经不可逆绝热过程后熵增加.在绝热条件下熵减少的过程是不可能实现的. 熵~~统计意义:从统计物理学的观点看,熵是系统中微观粒子无规则运动的混乱程度的度量.其统计意义是:孤立系统中发生的不可逆过程总是朝着混乱度增加的方向进行的.
自由能:F=U-TS (T 、V 不变)
F B -F A ≤0.在等温等容条件下系统的自由能永不增加.在等温等容条件下,系统中发生的不可逆过程总是朝着自由能减少的方向进行的.
吉布斯方程:G=F+PV=U-TS+PV . 吉布斯相律:ϕ-+=2K f
G B -G A ≤0.在等温等压条件下,系统的吉布斯函数永不增加.在等温等压下系统中发生的不可逆过程总是朝着吉布斯函数减少的方向进行的.
全微分方程:dU=TdS-PdV 焓:dH=Tds+VdP
自由能:dF=-SdT-PdV 吉布斯函数:dG=-SdT+VdP
麦氏关系的应用:
v s S P V T )()(∂∂-=∂∂ P T T V P S )()(∂∂-=∂∂ P s S
V P T )()(∂∂=∂∂ V T T P V S )()(∂∂-=∂∂ v V V T S T T V C )()(∂∂=∂∂= P P P T S T T H C )()(∂∂=∂∂= 特性函数:如果适当选择独立变量.要知道一个热力学函数就可以通过求偏导数而求得均匀系统的全部热力学函数,从而把均匀系统的平衡性质完全确定. 平衡的稳定性条件: 0>V C 0)(<∂∂T V
P
开系热力学基本方程:dG=-SdT+VdP+Udn dU=TdS-PdV+Udn
dH=TdS+VdP+Udn dF=-SdT-PdV+Udn
多元系的相变平衡条件:整个系统达到平衡时,两相中各组元的化学势必须分别相等.即:()k i U U i i ```2,1==βα
单元复相系达到平衡的条件:整个系统达到平衡时,两相的温度、压强和化学势必分别相等.即:)(热力学平衡条件βαT T =)
~~(力学βαP P =~)(相变βμμ=∂ 凝聚系的熵在等温过程中的改变随绝对温度趋于零.即:()0lim 0
=∆→T T S
全同粒子组成的系统由具有完全相同的内禀属性的同类粒子组成的系统
近独立粒子组成的系统:系统中粒子之间的相互作用很弱,相互作用的平均能量远小于单个粒子的平均能量,因而可以忽略粒子之间的相互作用,将整个系统的能量表达为单个粒子的能量之和E=∑=N i i
1ε
能量均分定理:对于处在温度为T 的平衡状态的经典系统,粒子能量中每一个平方项的平均值等于0.5KT.
玻色凝聚:T<Tc 时就有宏观量级的粒子在能级ε=0凝聚,Tc 称为凝聚温度,凝聚在
ε0的粒子集合称为玻色凝聚体,凝聚体不但能量、动量为零,由于凝聚体的微观状态完全确定,熵也为零,凝聚体中粒子的动量既然为零,对压强就没有贡献. 光子气体:根据粒子的观点,可以把空窖内的辐射场看作光子气体
热力学系统的平衡状态需要哪四类参量:力学、几何、化学、电磁.
节流过程:气体从高压的一边经多孔塞不断流到低压的一边并达到定常状态.这个过程就叫做节流过程.
热力学第二定律:
克氏: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.
开氏:~~从单一热源吸收热量使之完全变成有用功而不引起其他变化.
U 空间:为了形象的描述粒子的力学运动状态,用q1,q2……qr,p1,p2……pr 共2r 个变量为直角坐标系,构成一个2r 维空间,称为U 空间.
单元复相系达到平衡的条件:两相的温度、压强和化学势必须分别相等. 一级相变:在相变点两相的化学势连续,但化学势的一级偏导数存在突变.
二级相变:如果在相变点两相的化学势和化学势的一级偏导数连续,但化学势的二级偏导数存在突变.
简并度:如果某一能级的量子状态不止一个,该能级就称为简并的,一个能及的量子态数称为该能级的简并度.
费米系统:由费米子组成的系统,遵从泡利不相容原理,一个个体量子态最多能容纳一个费米子.
玻色系统:有玻色子组成的系统,不受泡利不相容原理的约束
等概率原理:对处于在平衡状态的孤立系统,系统各个可能的微观状态出现的概率是相等的.
玻耳兹曼系统:由可分辨的全同近独立粒子组成,且处在一个个体量子态上的粒子数不受限制的系统.
玻尔兹曼分布:1βωαω--=e a l l 玻色~~:111-=
+βεαωe a l 费米~~:111+=+βεαωe a l 粒子配分函数:11βεω-∑=
e Z l l。