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热力学

拼音:rè lì xué

  化学热力学术语
  thermodynamics
  热学的宏观理论,是从能量转化的观点研究物质的热性质,阐明能量从一种形式转换为另一种形式时应遵循的宏观规律。热力学是根据实验结果综合整理而成的系统理论,它不涉及物质的微观结构和微观粒子的相互作用,也不涉及特殊物质的具体性质,是一种唯象的宏观理论,具有高度的可靠性和普遍性。
  热力学的完整理论体系是由几个基本定律以及相应的基本状态函数构成的,这些基本定律是以大量实验事实为根据建立起来的。无论多少个物体互相接触都能达到热平衡,并且如果A物体同时与B、C两物体处于平衡态,则B、C两物体接触时也一定处于平衡态而不发生新的变化,这一热平衡规律称为热力学第零定律。由此可以引入一个状态函数温度,温度是判定一系统是否与其他系统互为热平衡的标志。
  热力学第一定律就是能量守恒定律,是后者在一切涉及热现象的宏观过程中的具体表现。描述系统热运动能量的状态函数是内能。通过作功、传热,系统与外界交换能量,内能改变 。
  热力学第二定律指出一切涉及热现象的宏观过程是不可逆的。它阐明了在这些过程中能量转换或传递的方向、条件和限度。相应的态函数是熵,熵的变化指明了热力学过程进行的方向,熵的大小反映了系统所处状态的稳定性。
  热力学第三定律指出绝对零度是不可能达到的。上述热力学定律以及三个基本状态函数温度、内能和熵构成了完整的热力学理论体系。为了在各种不同条件下讨论系统状态的热力学特性,还引入了一些辅助的态函数,如焓、亥姆霍兹函数(自由能)、吉布斯函数等。
  从热力学的基本定律出发,应用这些态函数,经过数学推演得到系统平衡态的各种特性的相互联系,这就是热力学的方法,也是热力学的基本内容。热力学理论是普遍性的理论,对一切物质都适用,这是它的特点。在涉及某种特殊物质的具体性质时,需要把热力学的一般关系与相应的特殊规律结合起来。例如讨论理想气体时,需要利用理想气体的状态方程,等等。平衡态的热力学理论已经相当完善,并且得到了广泛的应用。
  在自然界中,处于非平衡态的热力学系统(物理的,化学的,生物的)和不可逆的热力学过程是大量存在的,并且和许多重要现象有关。非平衡态热力学和不可逆过程热力学是正在发展的一个重要领域。见不可逆过程热力学。
  热力学是从18世纪末期发展起来的理论,主要是研究功与之间的能量转换。在此定义为力与位移的内积;而则定义为在热力系统边界中,由温度之差所造成的能量传递。两者都不是存在于热力系统内的性质,而是在热力过程中所产生的。
  热力学第零定律:说明热平衡和温度的关系。 注解:假设物体A和B,个别与物体C达到热平衡,那么物体A.B.C三者两两互相达到热平衡。
  热力学第一定律:能量守恒定律的一种特殊形式──在一个封闭系统里,所有种类的能量,形式可以转化,但既不能凭空产生,也不会凭空消失。
  Eint = Eint,fEint,i = QW
  热力学第二定律:孤立系统熵(失序)不会减少──简言之,热不能自发的从冷处转到热处,任何高温的物体在不受热的情况下,都会逐渐冷却。
  △S≥0
  热力学第三定律:不可能以有限程序达到绝对零度──换句话说,绝对零度永远不可能达到。 热力学系统
  热力学系统是进行热力学分析的对象,可分成三种:
  孤立系统(isolated system):系统完全不与外界交换能量或质量。 封闭系统(closed system):系统只与外界交换能量而不交换质量。 开放系统(open system):系统与外界交换能量和质量。
  热力学系统分类:
  (1)敞开系统:与环境之间既有能量传递,也有物质传递;
  (2)封闭系统;与环境之间只有能量传递,没有物质传递;
  (3)孤立系统:与环境之间既没有能量传递,也没有物质传递;

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