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第一章

概念

1.系统：孤立系统、闭系、开系

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；

与外界没有物质交换，但有能量交换的系统称为闭系；

与外界既有物质交换，又有能量交换的系统称为开系；

2.平衡态

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。

3.准静态过程和非准静态过程

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。

非准静态过程，系统的平衡态受到破坏

内能、焓和熵

4.

内能是状态函数。当系统的初态A和终态B给定后，内能之差就有确定值，与系

统由A到达B所经历的过程无关;

表示在等压过程中系统从外界吸收的热量等于态函数焓的增加值。这是态函数焓

的重要特性

克劳修斯引进态函数熵。定义:

5.热容量：等容热容量和等压热容量及比值

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定容热容量:

定压热容量:

6.循环过程和卡诺循环

循环过程（简称循环）：如果一系统由某个状态出发，经过任意一系列过程，最

后回到原来的状态，这样的过程称为循环过程。系统经历一个循环后，其内能不

变。

理想气体卡诺循环是以理想气体为工作物质、由两个等温过程和两个绝热过程构

成的可逆循环过程。

7.可逆过程和不可逆过程

不可逆过程：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使它产

生的后果完全消除而使一切恢复原状。

可逆过程：如果一个过程发生后，它所产生的后果可以完全消除而令一切恢复原

状。

8.自由能：F和G

定义态函数：自由能F，F＝U－TS

定义态函数：吉布斯函数G，G=U-TS+PV，可得GA－GB－W1

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定律及推论

1.热力学第零定律－温标

如果物体A和物体B各自与外在同一状态的物体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。

三要素：

（1）选择测温质；

（2）选取固定点；

（3）测温质的性质与温度的关系。（如线性关系）

由此得的温标为经验温标。

2.热力学第一定律－第一类永动机、内能、焓

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。

第一类永动机：不需要任何动力的，不断自动做功的机器。

3.焦耳定律－理想气体

气体的内能只是温度的函数，与体积无关。这个结果称为焦耳定律。

对理想气体，第二项为零，则有：

4.热力学第二定律－第二类永动机、熵

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

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其他变化；2、开氏表述-不可能从单一热源吸热