热力系统

热力系统(热力系、系统)：人为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统外界：系统以外的所有物质系统边界(界面)：系统与外界的分界面系统与外界的作用都通过边界来完成的状态：某一瞬间热力系所呈现的宏观状况状态参数：描述热力系状态的物理量状态参数的变化量与路径无关，只与初终态有关；环境压力指压力表或真空表所处的环境压力，而非特指大气压力。

比容表示工质聚集的疏密程度强度参数：与物质的量无关的参数，如压力p、温度T广延参数：与物质的量有关的参数 可加性平衡状态：在不受外界影响的条件下（重力场除外），系统的状态参数不随时间变化。

准静态过程：过程进行得非常缓慢，使过程中系统内部被破坏了的平衡有足够的时间恢复到新的平衡态，从而使过程的每一瞬间系统内部的状态都非常接近平衡状态，整个过程可看作是由一系列非常接近平衡态的状态所组成，并称之为准静态过程平衡的本质：不存在不平衡势可逆过程：系统经历某一过程后，如果能使系统与外界同时恢复到初始状态，而不留下任何痕迹实际过程都是不可逆的要实现连续作功，必须构成循环工质由某一初态出发，经历一系列变化后，又回到原初始状态的一系列热力过程称为热力循环，简称循环。

不可逆过程是无法使系统恢复到初始状态的过程----------不对，关键看是否引起外界变化。

可逆过程指若系统回到初态，外界同时恢复到初态，并不是指系统必须回到初态的过程。

理想气体模型:（1）分子之间没有作用力.（2）分子本身不占容积不可逆绝热过程的熵变大于零。

水蒸气含量低，稀薄，当作理想气体理想气体热力学能质取决于温度焓物理意义:工质进入或离开系统所携带的总能量稳定流动各截面上参数不随时间变化热量不可能自发地、不付代价地从低温物体传至高温物体。

孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换定熵过程：系统与外界没有热量交换情况下所进行的可逆热力过程卡诺循环：在两个恒温热源间，由两个可逆定温过程和两个可逆绝热过程组成的循环卡诺循环效率 t,c只取决于恒温热源T1和T2，而与工质的性质无关；在两个不同温度的恒温热源间工作的所有热机，以可逆热机的热效率为最高在两个不同温度的恒温热源间工作的一切可逆热机，具有相同的热效率，且与工质的性质和循环种类无关。

第一章基本概念1.基本概念热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔的研究对象，称为热力系统，简称系统。

边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。

外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。

闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统，也称控制质量。

开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统，又称控制体积，简称控制体，其界面称为控制界面。

绝热系统：系统与外界之间没有热量传递，称为绝热系统。

孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换，称为孤立系统。

单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。

复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。

单元系：由一种化学成分组成的系统称为单元系。

多元系：由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。

均匀系：成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。

非均匀系：成分和相在整个系统空间呈非均匀分布，称非均匀系。

热力状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。

平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立了热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称为平衡状态。

状态参数：描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。

如温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。

基本状态参数：在工质的状态参数中，其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来，称为基本状态参数。

温度：是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量，其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。

热力学第零定律：如两个物体分别和第三个物体处于热平衡，则它们彼此之间也必然处于热平衡。

压力：垂直作用于器壁单位面积上的力，称为压力，也称压强。

相对压力：相对于大气环境所测得的压力。

热力学系统与界面热力学系统与界面是研究能量传递和物质交换的重要领域。

热力学系统是由一定物质组成的物理系统，它可以通过与外界发生能量交换和物质交换来实现动态平衡。

界面是系统内部不同物质或相的分界面，它具有特殊的物理和化学性质。

本文将重点探讨热力学系统与界面之间的相互作用以及相关的研究进展。

一、热力学系统与界面的相互作用热力学系统与界面之间存在着相互作用，界面会对系统的热力学性质产生影响，同时系统的物理性质也会影响界面的行为。

在这个相互作用过程中，热力学的基本规律得到了广泛应用。

1. 界面的表面能和曲率效应界面的表面能是指单位面积上界面所含的自由能。

表面能的大小与界面的物理性质及其周围物质的性质有关。

例如，液体表面存在着相对较高的表面能，这使得液体呈现出比较封闭的形状和特性。

曲率效应是指当界面发生弯曲时，由于曲率不同导致的表面能变化。

这种变化会对界面的稳定性和相平衡产生重要影响。

2. 界面的表面张力表面张力是指液体表面处的分子间相互作用力导致的张力。

表面张力使得液体表面具有一定的弹性和压力差，从而影响界面物质交换和能量传递的速率。

例如，液滴在空气中的形状可以通过表面张力来解释。

表面张力也是液体能够在毛细管中上升或下降的基础。

3. 系统与界面的传质行为热力学系统与界面之间的物质传输是界面科学的重要研究内容之一。

界面的渗透性决定了物质能否通过界面进入或离开系统。

界面上存在着传质的速率，这与物质的浓度梯度、界面本身的特性以及传质物质的性质有关。

传质行为不仅仅发生在液体-气体界面，还发生在液体-液体、固体-气体和固体-液体等多种界面上。

二、研究热力学系统与界面的方法与技术为了深入研究热力学系统与界面之间的相互作用，科学家们开发出了许多方法和技术。

这些方法和技术能够帮助我们揭示热力学系统在界面上的行为和变化。

1. 表面张力测量方法目前，测量表面张力的常用方法有静力法、动态法和悬滴法等。

这些方法通过测量液滴形状的变化来计算表面张力。