热统知识点总结

热统期末总结在这门热统课程即将结束之际，回顾一下整个学期的学习，不禁感慨万分。

热力学作为物理学中非常重要的一个分支，对我们学习其他理论和应用科学都有着深远的影响。

通过这门课程的学习，我对热统有了更深刻的理解，也掌握了一些基本的理论与实践技巧。

下面将对本学期的学习内容与体会进行总结，并对未来的学习和职业生涯提出一些展望。

本学期的热统课程内容丰富多样，主要包括基本热力学原理、态函数与状态方程、热力学循环与热机、热导与传热、统计力学等部分。

在基本热力学原理的学习中，我了解到热力学是描述物质宏观状态的一门科学，通过研究热力学循环、热机和热量的传递，揭示了自然界中存在的热现象和物质宏观性质之间的一系列规律。

在掌握基本热力学原理的基础上，通过学习接下来的课程内容，我对热力学概念的应用有了更深入的了解。

在学习态函数与状态方程的过程中，我发现了热力学这门学科的独特之处。

与其他分支学科相比，热力学更注重宏观性质和宏观规律的研究。

通过研究宏观物体（无论是固体、液体还是气体）的态函数和状态方程，我们可以深入了解物体的性质和运动规律，也可以预测物体在不同条件下的行为。

热力学循环与热机是热力学研究的核心内容之一。

通过学习熟悉的卡诺循环和实际的汽车发动机，我深刻了解了热机的工作原理和能量转换过程。

热机的研究不仅有助于我们优化现有的热机设计，提高能源利用率，同时也对新能源研发具有重要的指导意义。

对于热导与传热的学习，我了解到热传导、对流传热和辐射传热是三种基本传热方式。

传热理论不仅在设备冷却、能源利用上有着广泛应用，也在气候控制和环境工程方面起着重要作用。

统计力学是热统课程的重点和难点。

通过学习统计力学的基本原理和方法，我们可以从微观粒子的角度，解释宏观物质的性质和运动规律。

由于时间的限制，我暂时只能学习了解了统计力学的基本概念和部分计算方法。

未来在热力学的深入研究中，我会进一步学习统计力学的相关知识，为探索物质微观本质提供更加深入的理论基础。

大学热统期末公式总结1. 热力学第一定律：ΔU = Q - W热力学第一定律是能量守恒定律在热力学中的体现，其中ΔU表示系统内能的增量，Q表示热量的增量，W表示外界对系统做功。

2. 热力学第二定律：ΔS = ΔS_hot + ΔS_cold ≥ 0热力学第二定律描述了自然界不可逆现象的基本规律，其中ΔS表示系统和环境总熵的增量，ΔS_hot表示热源（高温热源）的熵增量，ΔS_cold表示冷源（低温热源）的熵增量。

3. 熵的变化：ΔS = Q/T熵是描述系统无序程度的物理量，熵的增加代表系统的混乱度增加。

熵的变化与热量的变化和温度的关系。

4. 热力学温度：1/T = (∂S/∂U)V热力学温度是系统内部能量U对于熵S的变化率的倒数。

5. 热容：C = (∂Q/∂T)V热容是单位质量物质的温度对热量的响应程度，热容的计算需要知道系统的物质量。

6. 工作热力学：W = -∫PdV工作热力学研究外界对系统做功的过程，P是压力，V是体积，W是外界对系统做的机械功。

7. 理想气体状态方程：PV = nRT理想气体状态方程描述了理想气体的压力P、体积V、温度T之间的关系，其中n为气体的物质量，R为气体常数。

8. 绝热过程：PV^γ = 常数绝热过程指没有热量交换的过程，其中γ为气体的绝热指数，对于单原子分子气体，绝热指数γ为5/3，对于双原子分子气体，γ为7/5。

9. 卡诺循环效率：η = 1 - (T_cold/T_hot)卡诺循环是一个完全可逆的循环过程，其效率由冷热源的温度决定，其中T_cold和T_hot分别为冷热源的温度。

10. 热力学势函数：(a) 内能U：体积熵描述的函数。

(b) 焓H：压力熵描述的函数。

(c) 焓：H = U + PV(d) 自由能F：温度熵描述的函数。

(e) Gibbs自由能G：T、P、S的函数。

以上这些公式是热统课程中非常重要且常见的公式，同学们在复习和学习的时候可以结合具体的实例进行理解和应用。

热统个人总结总结美篇引言在热统课程中学习了热力学和统计力学两个方面的知识，通过此次课程的学习和实践，我对热统学的核心概念和方法有了更加深入的理解。

本文将对我在热统学方面的学习经历和心得进行总结，并重点介绍我在学习过程中觉得最有启发的美篇。

个人总结热统学是一门重要的物理学科，它研究热现象和热力学定律与微观粒子运动规律之间的关系。

通过学习热统学，我深刻理解了宏观物理现象与微观粒子的行为之间的联系，以及热力学定律在描述和预测物质行为方面的重要性。

在课程学习过程中，我通过理论学习和实践操作相结合的方式加深了对热力学和统计力学的理解。

通过解答习题和实验操作，我对热力学定律的应用和物质行为的模拟有了更加深入的认识。

在实验中，我学会了使用热传导实验仪器测量热扩散系数，了解了热传导在实际物质中的应用。

通过学习和实践，我对热统学有了更加全面的理解。

我明白了热力学定律的基本原理和应用方法，掌握了热量、功和能量等重要物理量的计算方法。

同时，我也对统计力学的基本概念和理论模型有了较深入的了解，了解了玻尔兹曼方程和熵增原理在统计力学中的重要性。

美篇总结在学习热统学的过程中，我阅读了大量的教材和专业文献。

其中，一篇名为“熵增原理在热统学中的应用”的美篇给我留下了深刻的印象。

这篇文章通过基本的热力学定律和统计力学模型，详细解释了熵增原理在热态系统中的重要性和应用。

文章中首先介绍了熵的概念，解释了熵增原理的基本含义和物理意义。

接着，作者从微观和宏观的角度对熵增原理进行了推导和解释，阐述了熵增原理在封闭系统和开放系统中的应用。

最后，文章通过实例分析和数学推导，展示了熵增原理在热力学和统计力学中的应用价值。

通过阅读这篇美篇，我更深入地理解了熵增原理在热统学中的重要性和应用。

熵增原理是描述系统自发变化的规律，通过熵增原理可以预测系统的稳定性和方向性。

在热力学和统计力学中，熵增原理为我们解释了很多实际现象，如热力学平衡、热传导等。

总的来说，学习热统学是一次极富收获的经历。

热统期末知识点总结一、热力学基础知识1. 热力学系统：封闭系统、开放系统、孤立系统2. 热力学过程：等容过程、等压过程、等温过程、绝热过程3. 热力学第一定律：能量守恒定律4. 热力学第二定律：热力学不可逆定律5. 热力学第三定律：绝对零度不可达定律二、热力学状态方程1. 理想气体状态方程：PV=nRT2. 绝热方程：PV^γ=常数3. van der Waals方程：(P+a/V^2)(V-b)=RT三、热力学过程1. 等容过程：ΔU=Q，W=02. 等压过程：ΔU=Q-PΔV，W=PΔV3. 等温过程：Q=W，ΔU=04. 绝热过程：Q=0，ΔU=−W四、热力学循环1. 卡诺循环：由等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩、绝热压缩四个过程组成的热力学循环2. 卡诺循环效率：η=1- T2/T13. 高效率循环：例如布雷顿循环、热力循环等五、熵和熵增原理1. 熵：系统的无序程度的度量2. 熵增原理：孤立系统的熵不会减少六、热力学定值1. 等温线：PV=常数2. 等容线：P/T=常数3. 等熵线：PV^(γ-1)=常数4. 绝热线：P*V^γ=常数七、不可逆循环1. 单级制冷机和热泵2. 制冷系数和制冷效率3. 制冷系统和热泵系统的效率八、传热1. 传热方式：导热、对流、辐射2. 热传导方程：Q=κAΔT/Δx3. 对流换热方程：Q=mcΔT4. 辐射换热：∈AσT^4九、热力学关系1. 准静态过程：在系统进行状态变化的过程中，系统每一瞬间的参数都可以近似看作平衡的过程2. 等压过程、等容过程、绝热过程的特点及实际应用3. 内能、焓、熵等热力学量的物理意义和计算公式十、热力学定律1. 卡诺定理：卡诺热机效率只与工作物质两个温度有关2. 克劳修斯不等式：任何两个热机无法达到或超过Carnot热机效率3. 热力学循环ΔS=0：卡诺循环4. 有用工作和抽取热5. 充分条件为ΔU=0十一、工程应用1. 蒸汽发动机2. 内燃机3. 空气压缩机总结：热态学是描述热力学性质以及热力学基本定律的一门学科，它研究热力学定态下物质的性质及其变化。

第一类知识点1.大量微观粒子的无规则运动称作物质的热运动.2.宏观物理量是微观物理量的统计平均值.3.熵增加原理可表述为：系统经绝热过程由初态变到终态，它的熵永不减小.系统经可逆绝热过程后熵不变.系统经不可逆绝热过程后熵增加.孤立系中所发生的不可逆过程总是朝着熵增加的方向进行.4.在某一过程中，系统内能的增量等于外界对系统所做的功与系统从外界吸收的热量之和.5.在等温等容条件下，系统的自由能永不增加.在等温等压条件下，系统的吉布斯函数永不增加.6.理想气体的内能只是温度的函数，与体积无关，这个结论称为焦耳定律. 8.户[/回(3 V ) T {d T ) V9.彦1 1(s P) I。

S JS p10.户1 二—巨1(s P J T (s T J11. dU = TdS—pdV12. dH = TdS + Vdp13. dF = - SdT—pdV14. dG = - SdT + Vdp15.由dU = TdS - pdV可得，T =(吆'(s S JV16.由dH = TdS + Vdp可得，V =［里, (s P )S17.单元复相系达到平衡所要满足的热平衡条件为各相温度相等.18.单元复相系达到平衡所要满足的力学平衡条件为各相压强相等.19.单元复相系达到平衡所要满足的相变平衡条件为各相化学势相等.20.对于一级相变，在相变点两相的化学势相等.在相变点两相化学势的一阶偏导数不相等.21.对于二级相变，在相变点两相的化学势相等.在相变点两相化学势的一阶偏导数相等.在相变点两相化学势的二阶偏导数不相等.22.汽化线有一终止点c，称为临界点.汽化线、熔解线、升华线交于一点，名为三相点.23.根据能氏定理：lim］生］=0. lim］更］=0.T-0(S p ) T，S V )T T24.盐的水溶液单相存在时，其自由度数为3.25.盐的水溶液与水蒸气平衡时，该系统的自由度数为(2 ).5.盐的水溶液、水蒸气和冰三相平衡共存时，该系统的自由度数为1.26. k元甲相系的自由度数为(k—①+ 2).27.凝聚系的熵在等温过程中的改变随绝对温度趋于0.28.热力学第三定律可以表述为：不可能通过有限的步骤使一个物体冷却到绝对温度的零度.29.当两相用固定的半透膜隔开时，达到平衡时两相的温度必须相等.达到平衡时两相的压强不必相等.30.如果某一能级的量子状态不止一个，该能级就是简并的.一个能级的量子态数称为该能级的简并度.31.线性谐振子的能级是等间距的，相邻两能级的能量差取决于振子的圆频率.32.由玻色子组成的复合粒子是玻色子.33.由偶数个费米子组成的复合粒子是玻色子.34.由奇数个费米子组成的复合粒子是费米子.35.自然界中的〃基本”微观粒子可分为两类，称为玻色子和费米子.36.平衡态统计物理的基本假设是等概率原理.37.等概率原理认为，对于处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.38.对于处在平衡状态的孤立系统，微观状态数最多的分布，出现的概率最大，称为最概然分布.39. 一般情形下气体满足经典极限条件，遵从玻耳兹曼分布.40.定域系统遵从玻耳兹曼分布.41.固体中原子的热运动可以看成3N个振子的振动.42.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1 kT.243.由能量均分定理可知:温度为T的N个单原子分子组成的理想气体的内能是3— NkT.244.由能量均分定理可知:温度为T的N个刚性双原子分子组成的理想气体的内能是5 NkT.245.根据能量均分定理，温度为T时，单原子分子的平均能量为3kT .246.根据能量均分定理，温度为T时，刚性双原子分子的平均能量为5 kT .247.在无穷小的准静态过程中系统从外界吸收的热量等于粒子在各能级重新分布所增加的内能.48.顺磁性固体可以看作是由定域近独立的磁性离子组成的系统，遵从玻耳兹曼分布.49.光子气体遵从玻色分布.50.金属中的自由电子遵从费米分布.51.满足经典极限条件的玻色系统遵从玻耳兹曼分布.52.空腔内的电磁辐射可看作光子气体.53.玻耳兹曼关系表明，某个宏观状态对应的微观状态数愈多，它的混乱度就愈大，熵也愈大.54.满足经典极限条件的费米系统遵从玻耳兹曼分布.55.光子的能量动量关系为£= cp.56.光子的自旋量子数为1.57.平衡辐射的内能密度与绝对温度的四次方成正比.58.普朗克在推导普朗克公式时，第一次引入了能量量子化的概念，这是物理概念的革命性飞跃.普朗克公式的建立是量子物理学的起点.59.描写N个单原子分子组成的理想气体状态的4空间是6维的.60.描写N个单原子分子组成的理想气体状态的「空间是6 N维的.61.由N个单原子分子组成的理想气体，该系统任一微观状态在4空间由N个点表示.62.由N个单原子分子组成的理想气体，该系统任一微观状态在「空间由1个点表示.63.粒子在某一时刻的力学运动状态可以用R空间中的1个点表示.64.在统计物理学中，应用系综理论可以研究互作用粒子组成的系统.65.设想有大量结构完全相同的系统，处在相同的宏观条件下，我们把这大量系统的集合称为统计系综.66.具有确定的N,匕T值的系统的分布函数，这个分布称为正则分布.67.具有确定的匕T, R值的系统的分布函数，这个分布称为巨正则分布.68.具有确定的N,匕E值的系统的分布函数，这个分布称为微正则分布.第二类知识点1.体胀系数a为：L［空］V（S T）p2.压强系数p为：1 f^P］P（3T）V3.等温压缩系数上为—▲（空,T V（S p ）T4.在只有体积变化功的条件下，当系统在准静态过程中有体积变化”时，外界对系统所作的功为-pdV5.热力学第二定律的数学表述为dS > dQ T6.焦耳系数为f空］（3 V）U7.焦耳定律可用式子表示为f3U} = 0（3 V ）T8. n摩尔理想气体的物态方程为pV = nRT9.n摩尔范氏气体的物态方程为(V _nb)= nRT10.摄氏温度/与热力学温度T之间的数值关系为t = T - 273.1511.可逆绝热过程中，系统温度随压强的变化，可用偏导数表示为[9[ s12.气体经节流过程H不变.13.节流过程的重要特点是焓不变.14.平衡辐射的辐射压强p与辐射能量密度u之间的关系为p = 1 u 315.均匀系统热动平衡的稳定性条件为C > 0 [2]< 0V（3 V ）T16.对于均匀系统，有如下方程：dU = TdS—pdVdF =—SdT—pdVdH = TdS + VdpdG =—SdT + Vdp17.焦-汤系数为（空'13P人H18.熵判据的适用条件是：孤立系统19.自由能判据的适用条件是：温度和体积不变20.吉布斯函数判据的适用条件是：温度和压强不变21.对于单元系相图，其中OS段曲线为升华曲线，OC段曲线为汽化曲线，OL 段曲线为熔解曲线.卜p22.对于范氏气体的理论等温线，其中BN段为过饱和蒸气.AJ段为过热液体. OB段为气态.AR段为液态.23.不考虑粒子的自旋，在x f x + dx，y T y + dy，z - z + dz，p - p + dp，p y T p y+dp y，p z T p z+ dp z内，自由粒子可能的量子态数为dxdydzdp dp dph 324.不考虑粒子的自旋，在体积v内，动量在p T p + dp，p T p+dp，p z T p^ + dp z内，自由粒子可能的量子态数为VdPx；3y dp25.不考虑粒子的自旋，在体积V内，动量大小在p T p + dp，动量方向在0T O+d6中一①+d①的范围内，自由粒子可能的量子态数为v2sin0即d0的h 3 26.不考虑粒子的自旋，在体积V内，动量大小在p T p + dp的范围内（动量方向为任意），自由粒子可能的量子态数为4n Vp 2即h 327 .不考虑粒子的自旋，在体积V 内，在£ -£ + d £的能量范围内，自由粒子可能的量子态数为需（2m ）2 £ 2d28 .经典极限条件为e a >> 1玻色分布为aI费米分布为30 .对于玻耳兹曼系统，与分布a ｝相应的系统的微观状态数为YN-! n w^iI31 . Maxwe 〃速度分布律为-n (—m —)32e - 2kT 32+v2+ v2)dv dv dv2 冗 kTxy32 . Maxwell 速率分布律为(B ) f (v )dv - 4兀n (—m — )32e -2K kT33 .根据能量均分定理，在温度为T 时，刚性双原子分子的平均能量为5 3e - 5 kT ，单原子分子的平均能量为e - 3 kT ，非刚性双原子分子的平均能量2 2 为 £-7 kT2 34.由能量均分定理求得1摩尔单原子分子理想气体的内能为U - 3RT ，单原m 2子分子理想气体的定容摩尔热容为C - 3R .V , m 229.玻耳兹曼分布为 a =① e -a-Pe Im . 2kT Vv 2dv35.在量子统计理论中，理想气体熵函数的统计表达式为( S S )S = Nk In Z -P--In Z -k In N!I 1 S P 1J36.设爱因斯坦固体由N个原子组成，在高温极限情况下，该系统的热容量为37.对于玻色系统，与分布%｝相应的系统的微观状态数为n皆" l l l38.对于费米系统，与分布蒋｝相应的系统的微观状态数为n「Ji i a !(攻-a )!39.费米系统在最概然分布下，处在能量为s的量子态s上的平均粒子数为1e a+俄s +140.玻色系统在最概然分布下，处在能量为s的量子态s上的平均粒子数为e a+Ps s -141.玻耳兹曼系统在最概然分布下，处在能量为s的量子态s上的平均粒子数为s42 .在低频极限的情况下，辐射场的内能按频率的分布为V ,U (T ,3)d 3 = kT3 2 d 3兀 2 C 343.在高频极限的情况下，辐射场的内能按频率的分布为V 岫U (T, 3)d 3 = ------- 方 3 3 e一kT d 344.对于玻色系统，内能的表达式为：U = --ln己印兀 2 C 345.对于玻色系统，平均总粒子数N可通过ln己表示为N = --ln己S a46.对于玻色系统，广义力丫的表达式为y =—101口三P办47.含有氧气、一氧化碳和二氧化碳的混合气体是三元系.48.糖的水溶液和水蒸气共存是二元二相系.49.当温度趋于绝对零度时，物质的体膨胀系数a f 050.当温度趋于绝对零度时，物质的压强系数P t 051.根据多兀复相系的热力学方程dU - TdS - pdV + 2L \x dn可得：i i_( du\1 s ,V ,n j52.粒子数为N的玻耳兹曼系统，当外参量y改变时，外界对系统的广义作用力丫的表达式为Y = - —^-InZP dy i53.粒子数为N的玻耳兹曼系统，内能的表达式为U=-N — \nZ Sp 154.玻耳兹曼关系为S = —nQ55.对于费米系统，内能的表达式为° = —&1口己56.对于费米系统，燧的表达式为S = k InH - oi - p -^-InESa SBio。

各章重点符号：T：热力学温度t：摄氏温度S：熵α：体胀系数β：压强系数W：功U：内能H：焓F：自由能G：吉布斯函数第一章1、与其他物体既没有物质交换也没有能量交换的系统称为孤立系；2、与外界没有物质交换，但有能量交换的系统称为闭系；3、与外界既有物质交换，又有能量交换的系统称为开系；4、平衡态的特点：1.系统的各种宏观性质都不随时间变化；2.热力学的平衡状态是一种动的平衡，常称为热动平衡；3.在平衡状态下，系统宏观物理量的数值仍会发生或大或小的涨落；4.对于非孤立系，可以把系统与外界合起来看做一个复合的孤立系统，根据孤立系统平衡状态的概念推断系统是否处在平衡状态。

5、参量分类：几何参量、力学参量、化学参量、电磁参量6、温度：宏观上表征物体的冷热程度；微观上表示分子热运动的剧烈程度7、第零定律：如果物体A和物体B各自与处在同一状态的物体C达到热平衡，若令A与B进行热接触，它们也将处在热平衡，这个经验事实称为热平衡定律8、t=T-273.59、体胀系数、压强系数、等温压缩系数、三者关系10、理想气体满足：玻意耳定律、焦耳定律、阿氏定律、道尔顿分压11、准静态过程：进行得非常缓慢的过程，系统在过程汇总经历的每一个状态都可以看做平衡态。

12、广义功13、热力学第一定律：系统在终态B和初态A的内能之差UB-UA等于在过程中外界对系统所做的功与系统从外界吸收的热量之和，热力学第一定律就是能量守恒定律.UB-UA=W+Q.能量守恒定律的表述：自然界一切物质都具有能量，能量有各种不同的形式，可以从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递到另一个物体，在传递与转化中能量的数量保持不变。

14、等容过程的热容量；等压过程的热容量；状态函数H；P2115、焦耳定律：气体的内能只是温度的函数，与体积无关。

P2316、理想气体准静态绝热过程的微分方程P2417、卡诺循环过程由两个等温过程和两个绝热过程：等温膨胀过程、绝热膨胀过程、等温压缩过程、绝热压缩过程18、热功转化效率19、热力学第二定律：1、克氏表述-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；2、开氏表述-不可能从单一热源吸热使之完全变成有用的功而不引起其它变化,第二类永动机不可能造成20、如果一个过程发生后，不论用任何曲折复杂的方法都不可能把它留下的后果完全消除而使一切恢复原状，这过程称为不可逆过程21、如果一个过程发生后，它所产生的影响可以完全消除而令一切恢复原状，则为可逆过程22、卡诺定理：所有工作于两个一定温度之间的热机，以可逆机的效率为最高23、卡诺定理推论：所有工作于两个一定温度之间的可逆热机，其效率相等24、克劳修斯等式和不等式25、热力学基本微分方程：26、理想气体的熵P4027、自由能：F=U-FS28、吉布斯函数：G=F+pV=U-TS+pV29、熵增加原理：经绝热过程后，系统的熵永不减少；孤立系的熵永不减少30、等温等容条件下系统的自由能永不增加；等温等压条件下，系统的吉布斯函数永不增加。

知 识 梳 理1．基本概念和基本知识（识记和领会） （1） 热力学系统，热力学平衡态和状态参量 热力学系统必须由是大量微观粒子组成的。

热力学平衡态；孤立系的宏观性质不随时间变化的状态。

四类状态参量：力学参量，几何参量，电磁参量和化学参量。

广延量：与物质的量有关的物理量称为广延量，如质量、体积、内能、熵 等。

强度量：与物质的量无关的物理量称为强度量，如温度，压强，密度，电 阻率等。

（2） 热力学第零定律与温度热力学第零定律：相互绝热的两物体A 和B 同时与第三个物体C 达成热平衡,则A 、B 、C 三物体彼此达成热平衡。

热力学第零定律的意义：① 定义了温度。

温度是达成热平衡的诸热力学系统的共同宏观性质。

② 为制造温度计提供了依据。

（3） 准静态过程准静态过程：过程进行得非常缓慢，使得过程进行的每一步都可以视为平衡态。

（4） 循环过程的定义及分类；循环效率循环过程：系统从任意状态出发，经过任意一系列的过程又返回原状态， 称完成了一个循环过程。

正循环与逆循环：正循环沿顺时针方向，与热机对应；逆循环沿反时针方向，与制冷机对应； 热机效率公式： 211Q Q η=-。

（5） 卡诺循环及其效率；卡诺定理 卡诺效率公式： 211T T η=-卡诺定理对提高实际热机效率的指导意义：提高高温热源温度，降低低温热源温度；尽量减少摩擦，减少漏热。

卡诺定理：定理1、在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切可逆机其工作效率都相等，与工作物质无关。

定理2、在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切不可逆机其工作效率都小于可逆机的效率。

（6）热力学第二定律的两种表述，第二定律的实质热力学第二定律的两种表述：①开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量使之完全转变为功而不产生任何其他影响。

或，第二类永动机不可能造成。

②克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传给高温物体而不产生任何其他影响。

或，热量不能自发的从低温物体传给高温物体。

知 识 梳 理1．基本概念和基本知识（识记和领会） （1） 热力学系统，热力学平衡态和状态参量 热力学系统必须由是大量微观粒子组成的。

热力学平衡态；孤立系的宏观性质不随时间变化的状态。

四类状态参量：力学参量，几何参量，电磁参量和化学参量。

广延量：与物质的量有关的物理量称为广延量，如质量、体积、内能、熵 等。

强度量：与物质的量无关的物理量称为强度量，如温度，压强，密度，电 阻率等。

（2） 热力学第零定律与温度热力学第零定律：相互绝热的两物体A 和B 同时与第三个物体C 达成热平衡,则A 、B 、C 三物体彼此达成热平衡。

热力学第零定律的意义：① 定义了温度。

温度是达成热平衡的诸热力学系统的共同宏观性质。

② 为制造温度计提供了依据。

（3） 准静态过程准静态过程：过程进行得非常缓慢，使得过程进行的每一步都可以视为平衡态。

（4） 循环过程的定义及分类；循环效率循环过程：系统从任意状态出发，经过任意一系列的过程又返回原状态， 称完成了一个循环过程。

正循环与逆循环：正循环沿顺时针方向，与热机对应；逆循环沿反时针方向，与制冷机对应； 热机效率公式： 211Q Q η=-。

（5） 卡诺循环及其效率；卡诺定理 卡诺效率公式： 211T T η=-卡诺定理对提高实际热机效率的指导意义：提高高温热源温度，降低低温热源温度；尽量减少摩擦，减少漏热。

卡诺定理：定理1、在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切可逆机其工作效率都相等，与工作物质无关。

定理2、在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切不可逆机其工作效率都小于可逆机的效率。

（6）热力学第二定律的两种表述，第二定律的实质热力学第二定律的两种表述：①开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量使之完全转变为功而不产生任何其他影响。

或，第二类永动机不可能造成。

②克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传给高温物体而不产生任何其他影响。

或，热量不能自发的从低温物体传给高温物体。

一、基本概念（一）第一章１、系统：由大量微观粒子组成的体系。

（1）分类开系：与外界既有物质交换，又有能量交换的系统 闭系：与外界没有物质交换，但有能量交换的系统孤立系：与其他物体既没有物质交换也没有能量交换的系统 （2）简单系统无化学参量，只需V 和P 来描述的系统状态。

2、平衡态定义孤立系，不受外界影响，系统的各种宏观性质都不随时间变化。

3、热力学定律（1）热力学第0定律如果物体A 和物体B 各自与处在同一状态的物体C 达到热平衡，若令A 与B 进行热接触，它们也将处在热平衡，这个经验事实称为热平衡定律。

（2）热力学第一定律系统在终态B 和初态A 的内能之UB-UA 等于在过程中外界对系统所做的 功与系统从外界吸收的热量之和。

数学表述：u Q Ws ∆=+ du=dQ+dw (3)热力学第二定律du ≤Tds+dw①克氏表述：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。

（卡诺循环定理）②开尔文表述：不可能从单一热源吸热使之完成有用的功而不引起其 它变化。

（卡诺循环逆定理） （4）热力学第三定律①能特斯定理：凝聚系的熵在等温过程中的改变随绝对温凝聚系的 熵在等温过程中的改变随绝对温。

即：()0lim 0=∆→T T S②绝对零度不能达到原理：不可能通过有限的步骤使一个物体冷却 到热力学温度的零度。

③绝对零度的熵为零，即：000lim =→S T4、卡诺定理(1)所有工作于两个一定温度之间的热机，以可逆机的效率最高。

η=1-Q2/Q1≤1-T2/T1 (2)卡诺循环过程等温膨胀过程（Q 吸=RT1㏑V2/V1） 绝热膨胀过程（Q=0）等温压缩过程（Q 放=RT2㏑V3/V4） 绝热压缩过程（Q 放=0） 热机效率η= 1-T2/T15、克劳修斯等式与不等式（1）Q2/Q1+T2/T1≤0（“=”表可逆过程）（“＜”表不可逆） （2）克氏关系积分形式：∮dQ/T ≤0(等温过程)6、熵增加原理(1)表述：AB 为平衡态，Q=0，Sa-Sb ≥∫dQ/T=0(绝热过程熵不减) （2）熵的统计意义：系统中微观粒子无规则的混乱程度的量度。

1. 热力学第二定律：第二类永动机不可能造成。

克劳修斯表述——不可能将热量从低温物体传向高温物体而不引起其他变化。

开尔文表述——不能从单一热源吸热使之完全转变为有用功而不产生其他影响。

2. 孤立系：与外界既没有物质交换也没有能量交换的系统。

3. 封闭系：与外界有能量交换但没有物质交换的系统。

4. 开放系：与外界既有能量交换又有物质交换的系统。

5. 统计系综：大量结构和所处宏观条件完全相同的、分别以一定概率独立地处于各可能微观状态的力学系统的集合称为统计系综，简称系综。

6. 微正则系综：描述孤立系的系综称为微正则系综。

微正则系综具有确定的粒子数N 、体积V 和能量E 。

（平衡态孤立系统）7. 正则系综：描述封闭系的系综称为正则系综。

正则系综具有确定的粒子数N 、体积V和温度T 。

（与大热源接触而达到平衡的系统）8. 巨正则系综：描述开放系的系综称为巨正则系综。

巨正则系综具有确定的体积V 、温度T 和化学势。

（与热源和粒子源接触而达到平衡的系统）9. 焦耳效应：焦耳实验（气体自由膨胀实验）——将气体压缩在一个容器的一半，另一半容器为真空，中间以阀门隔开，整个容器置于水中。

突然打开阀门，气体无阻力膨胀充满整个空间，整个过程可视为绝热自由膨胀，膨胀前后气体温度不变，即证实了气体的内能仅是温度的函数，与体积无关，即为焦耳定律。

（焦耳定律仅适用于理想气体。

）10. 麦克斯韦关系：()()()()()()()()S V S p T V T p T p V ST V p SS p V TS V p T ∂∂=-∂∂∂∂=∂∂∂∂=∂∂∂∂=-∂∂ 11. 相空间：N 个粒子组成多粒子系统，每个粒子的自由度为r 。

经典的单粒子状态可以用r 个确定的广义坐标和r 个确定的广义动量来描述。

用rN 个广义坐标和rN 个广义动量构造一个2rN 维空间描述系统的微观状态，即为相空间。

经典多粒子系统的状态与相空间中的一个点对应。