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第7章 连续介质热力学连续介质热力学是连续力学与经典力学的交叉或结合。
热力学构造→连续介质热力学§7.1 连续介质力学与热力学连续介质力学：受力物体的变形和运动 热力学：力现象和热现象两者关系的科学 热力学定律：自然界的普遍定律Newton(1642-1727)于1686年提出运动定律 Carnot 卡诺（1796-1832） 热功转换 Joule 焦耳（1818-1889） 热功当量 Mayor 迈尔（1814-1878） 第一定律 Clausius 克劳修斯（1850） 第二定律 热力学的研究方法：1．热力学系统及其环境——热力学的研究对象系统：被研究的若干物体组成的集合； 环境：系统周围物体形成的集合。
孤立系统：系统与环境之间既无能量交换，又无物质交换。
封闭系统：只交换能量，而不交换物质。
开放系统：既有能量交换，又有物质交换。
绝热系统：系统与环境之间没有热量交换。
2．热平衡状态：经典热力学便是研究均匀系的平衡热力学系统在不受外界影响下能处于这个状态而永久不变（一定是均匀状态）3．状态参数：p （压力）、v （体积）、T （温度）、（对于气体来说）4．状态方程：T nR pv M = （对于气体）本构属性只有两个状态参数是独立的，相当于力学中的本构方程。
其中：*mM n =，*m 为分子量，n 为摩尔数（单位为mol ），M R 为气体普适常数（mol 3144.81⋅⋅=-K J R m ），T 为绝对温度。
5．热力学过程：A 由一个状态经过一系列中间状态，最后到达一个终点状态，构成一个热力学过程。
6．过程分类：可逆过程和不可逆过程。
§7.2 热力学第一定律1．热功当量（将功与热建立了联系）焦耳实验：闭合过程系统的静止状态，返回到静止状态 系统的初始温度与结束时温度相同。
JA Q = （当时闭合过程成立）其中：Q 为热量，A 为功，J 为热功率当量1卡186.4=焦耳2．热力学第一定律设Q 以传入系统为正，输出为负，为系统作功为正，则上式应改为：JA Q =- （Q 本身为负）第一过程①：从状态A 到状态B 对应于11,Q A第二过程②：从状态A 到状态B对应于22,Q A若有过程○r :从状态B 到状态A 对应于r r Q A ,过程①+过程○r 为另一闭合过程，于是有 )(11r r Q Q J A A +-=+两式相减，有：)(2121Q Q J A A --=-于是有：2211JQ A JQ A +=+JQ A +∴与过程无关，只决定于起点和终点的状态，当然是状态参数。
《热力学与统计物理》课程教学大纲课程名称：热力学与统计物理课程类别：专业必修课适用专业：物理学考核方式：考试总学时、学分：56学时 3.5学分其中实验学时：0 学时一、课程性质、教学目标热力学与统计物理为高等师范本科物理专业的专业基础课。
热力学与统计物理学研究物质热运动的规律以及热运动对物质宏观性质的影响，是固体、液体、气体、等离子体理论和激光理论的基础之一。
该课程以由观察和实验总结出的几个基本定律为基础，经过严密的数学推理，来研究物性之间的关系；从物质的微观结构出发，依据微观粒子所遵循的力学规律，再用概率统计的方法求出系统的宏观性质及其变化规律；将热力学三个基本定律统一于一个基本的统计原理，并阐明三个定律的统计意义。
课程教学目标1：掌握热现象与热运动的规律及其对物质的宏观性质的影响。
课程教学目标2：掌握热力学与统计物理学处理问题的方法，提高分析问题与解决问题的能力，为以后解决实际问题打下基础。
课程教学目标3：通过对热运动规律的学习，加深对物质热性质的理解，进一步培养辨证唯物主义世界观。
课程教学目标与毕业要求对应的矩阵关系注：以关联度标识，课程与某个毕业要求的关联度可根据该课程对相应毕业要求的支撑强度来定性估计，H:表示关联度高；M表示关联度中；L表示关联度低。
二、课程教学要求本课程分热力学与统计物理学两大部分。
宏观热力学部分：在热力学第一、第二定律基础上，导出基本热力学关系，并将其应用于实际的宏观物质系统。
内容包括：热力学的基本定律、均匀闭系的热力学关系及其应用、相平衡和化学平衡、非平衡态热力学简介。
统计物理学部分：以量子论的观点，从等概率原理出发，导出最概然统计分布和系综统计分布，并分别将其应用于经典系统和量子系统。
内容包括：统计物理学的基本概念、最概然统计法、系综统计法、涨落理论、非平衡态统计物理学简介。
三、先修课程力学、热学、电磁学、光学、原子物理学、理论力学四、课程教学重、难点重点：热力学第一、第二、第三定律。
热力学的基本原理与研究方法热力学是一门研究能量转化和能量传递规律的学科，是自然科学中的重要组成部分。
它的发展与应用不仅深刻影响了工程技术领域，也对环境科学、生物学等学科产生了深远的影响。
本文将介绍热力学的基本原理和研究方法，以及其在现代科学中的应用。
热力学的基本原理可以归纳为三大定律：热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律。
热力学第一定律是能量守恒定律的推广，它表明能量既不能被创造，也不能被消灭，只能在不同形式之间转化。
热力学第二定律是关于热量传递方向的定律，它指出热量自高温物体传递到低温物体，而不会反向传递。
热力学第三定律则是关于温度的定律，它规定在绝对零度时，物质的熵为零。
在研究热力学问题时，科学家们采用了一系列的方法和技术。
其中最重要的方法之一是状态方程的建立和应用。
状态方程描述了物质在不同温度、压力和物质量条件下的性质，是热力学研究的基础。
常见的状态方程有理想气体状态方程、范德瓦尔斯状态方程等。
通过状态方程，我们可以计算物质的热力学性质，如压强、体积和温度等。
除了状态方程，热力学还依赖于热力学函数的概念。
热力学函数是描述系统热力学性质的函数，常见的有内能、焓、自由能和吉布斯函数等。
这些函数可以通过对系统的能量、熵和温度等进行数学处理得到。
通过研究热力学函数，我们可以了解系统的稳定性和相变等重要性质。
在实际研究中，科学家们还使用了热力学循环和热力学平衡等方法。
热力学循环是指将系统从一个状态变化到另一个状态，再回到初始状态的过程。
常见的热力学循环有卡诺循环和斯特林循环等。
通过研究热力学循环，我们可以评估热机的效率和性能等重要指标。
热力学平衡则是指系统各部分之间达到热平衡和力学平衡的状态。
通过研究热力学平衡，我们可以了解系统的稳定性和平衡条件等。
热力学的研究方法不仅仅局限于理论分析，实验研究也是不可或缺的一部分。
实验研究可以验证理论模型的准确性，同时也可以发现新的现象和规律。
例如，通过测量物质的热容和热导率等物理性质，我们可以了解物质的热力学特性。
