热力学与统计物理第一章.ppt

物态方程物态方程 (Equation of state)一、定义：给出温度与状态参量间函数关系一、定义：给出温度与状态参量间函数关系二、获得方法二、获得方法: (1)实验测定实验测定（（2）用可测量（如）用可测量（如 等）等） 通过热力通过热力学关系导出学关系导出（（3）用统计物理理论导出）用统计物理理论导出三、三种系数三、三种系数v1、体胀系数（等压膨胀系数）、体胀系数（等压膨胀系数）v(Constant-pressure expansion coefficient)v2、压强系数（等体压强系数）、压强系数（等体压强系数）v(Constant-Volume pressure coefficient)v3、等温压缩系数、等温压缩系数KT (isothermal Compressibility)三种系数间关系三种系数间关系v练习练习1v应用应用（一）已知具体系统物态方程可以求（一）已知具体系统物态方程可以求解三种系数，用于了解物质的具体特性解三种系数，用于了解物质的具体特性v课后练习课后练习1.1v（二）由实验测得三种系数，利用热力学（二）由实验测得三种系数，利用热力学关系可求得物态方程关系可求得物态方程v练习练习2（（1.4）作业）作业1.2，，1.6四、几种物质物态方程四、几种物质物态方程v（一）理想气体（一）理想气体v（二）实际气体（二）实际气体v范氏方程：范氏方程：v昂尼斯方程：昂尼斯方程：v（三）固体物态方程（三）固体物态方程v1.简单固体（各项同性无缺陷）简单固体（各项同性无缺陷）v2.顺磁性固体顺磁性固体功、热功、热 和热力学第一定律和热力学第一定律Work、、Heat and The First Law of Thermodynamicsv几个概念：几个概念：v一、过程一、过程(Process)v二、准静态过程和非准静态过程二、准静态过程和非准静态过程vQuasi-static processv三、可逆过程三、可逆过程v reversible process v功功 （过程量）（过程量）v1、体变功、体变功v2、非体变功、非体变功v薄膜、电介质、磁介质薄膜、电介质、磁介质v3.功的一般表达式功的一般表达式v广义力，广义坐标广义力，广义坐标内能（状态参量）内能（状态参量） U Internal energy v绝热过程中外界对系统做功等于系统终态和初态内绝热过程中外界对系统做功等于系统终态和初态内能的差能的差热量（过程参量）热量（过程参量）Qv1、、 文字表述：能量可以通过某种形式（如做功）文字表述：能量可以通过某种形式（如做功）从一种形式转换成另一种形式，但在转换过程中能从一种形式转换成另一种形式，但在转换过程中能量总量保持不变量总量保持不变v2、数学表述、数学表述v3、意义：系统在终态与初态的内能之差等于在过程、意义：系统在终态与初态的内能之差等于在过程中外界对系统所作的功与系统从外界吸收的热量之中外界对系统所作的功与系统从外界吸收的热量之和和热力学第一定律热力学第一定律热容量和焓热容量和焓Heat Capacity and Enthalpyv热容量、摩尔热容量、比热容热容量、摩尔热容量、比热容v热容量热容量C：一个物体在某一过程中，温度升高：一个物体在某一过程中，温度升高1k所所吸收的热量（吸收的热量（广延量广延量））v摩尔热容量摩尔热容量Cm：单位物质的量的物体在某一过程中，：单位物质的量的物体在某一过程中，温度升高温度升高1k所吸收的热量所吸收的热量(强度量强度量））v比热容比热容c：单位质量的物体在某一过程中，温度升高：单位质量的物体在某一过程中，温度升高1k所吸收的热量所吸收的热量(强度量强度量））v焓焓(态函数）态函数）:v定义：内能加压强乘上体积定义：内能加压强乘上体积v在等压过程中系统从外界吸收的热量等于态函数焓在等压过程中系统从外界吸收的热量等于态函数焓的增值的增值。