1、能量守恒定律就是热力学第一定律。依照热力学第二定律,从一个热源取出热来完全变为有用的功而不产生其他效果,是不可能的。热力学第三定律说:绝对零度是不可能达到的。热的分子学说叫做统计物理学。热学的实验技术分为两大类,一是计温术,一时量热术。膨胀系数和压缩系数等类的性质由计温术即可测定。量热术在初期只有混合法一种,热量是根据水的温度改变而定的。 从十九世纪末起,在电量热法应用之后,量热法的精确度大大提高了。过去所用为量热的单位卡现在已经不需要了,吸纳在可以直接用电能的单位焦耳来测定热量。华氏温标最初以氯化铵与冰混合物的温度为 0 度,而以人的体温为 100 度;以后改为以冰水的温度(冰点)为 32
2、度,而以废水的温度为 212 度。在 1742 年摄氏,Anders Celsius 选择另一标准,以冰点为 100 度而以汽点为 0 度,这不幸与以较热的程度为较高温度的习惯不和。 摄氏的助手 Stromer 把温标反过来,以 0 度为冰点而以 100 度汽点。这就是现在所通用的摄氏温标。是现在物理测量的标准温标第一章 温度热力学中的平衡叫做热动平衡。因为从分子运动角度来看,这种平衡是动的平衡。热学上对于一个物理的平衡态需要用四类变量去描写才能完全,这四类是:几何变量,力学变量,电磁变量,化学变量。 用这四类变量描写的物理,有时称为热力学体系。当一个物体的各部分是且完全一律的时候,它叫做均匀
3、系,又叫做单相系。当这个系统的各部分之间有差别的时候,它叫做非均匀系,又叫做复相系。上面所说的在热学上描写物体的性质的变量都是可以直接观测的。这种描写是叫做宏观描写。在热的分子学说中,对物体的性质用一个完全不同的方面来描写,这种描写叫做微观描写。微观描写所用的变量是非常之多的,它包含每一个分子的坐标和动量。温度的最基本的性质是,一切互为平衡的物体有相同的温度。热力学理论上所用的标准温标是绝对热力学温度,简称绝对温标,用符号 T 表示。 T 与t 的关系式 0Tt其中 T0 是一个常数,是冰点的绝对温度,它的数值等于 T0=273.16.玻意耳-马略特定律 Boyle-MariottepV=Cp
4、 和 V 的乘积在温度不变时是一个常数。当压强不变时候,体积随温度做线性的增加,又当体积不变的时候,压强随温度最线性的增加。这个性质叫做盖吕萨克定律(Gay-Lussac) ,又叫做查理定律(Charles) 。实验证明,在气体的压强趋近于 0 的极限情形下,玻意耳定律是完全正确的。完全遵守玻意耳定律的气体称为理想气体。实际气体的性质接近于理想气体,而在压强趋于零的极限下完全变为理想气体。t 是理想气体温标,等于 tp和 tv在压强趋于零时的共同极限值:t00limli卡莫林 昂里斯 Kamerlingh Onnes 在 1901 年根据上面所说的极限性质,提出下列级数形式作为一个实际气体的物
5、态方程:pV=A+Bp+Cp2+Dp3+其中 A,B,C,D 等都是温度的函数,分别名为第一,第二, 第三,第四维里系数。当压强趋于零时,上式趋于 pV=A,这就玻意耳定律。这些维里系数都可以由实验测定。1N=100000dyn喀喇氏温度定理 C. Caratheodory对于每一均匀系,其平衡态由变量 x1,x n描写,必有一态的函数存在,名为这均匀系的温度,具有的特性是:任何其他与这个均匀系互),(1nxf为平衡的均匀系都有各自的温度函数,在平衡这些温度的数值相等。高温计高温计有两种,一种是辐射高温计,一种是光测高温计,这两种所测的温度是绝对温度。这两种所测量的不是高温物体本身的温度,而是
6、测量高温物体所辐射的热量,再应用辐射公式推算出高温物体的温度。当物体的温度高于金点时,高温计所测得的温度在目前是唯一的标准温度。高温计所用的辐射公式和黑体辐射公式,但实际物体并非黑体,所以量得的温度往往较实际略低。因此,这样量得的温度叫做黑体温度。磁温度计磁温度计的原理是根据顺磁体的磁化率与温度的关系(居里定律)第二章 热力学第一定律过程是状态是随时间的改变。当无摩擦的准静态过程在与原相反的方向进行时,物体及外界在过程中每一步的状态都是原来向正向进行时状态的重演。一个过程,每一步都可在相反的方向进行而不在外界引起其他变化的,叫做可逆过程。因此,在没有摩擦阻力的情形下,准静态过程是可逆过程。准静
7、态过程都是指理想的,无摩擦阻力的,无限慢得,可逆过程。热力学第一定律:(永动机是不可能造成的)自然界一切物质都具有能量,能量有各种不同的形式,能够从一种形式转化为另一种形式,在转化中能量的数量不变。能定理- 任何一个物体或物体系在平衡状态有一个态函数 U, 叫做他的内能;当这个物体系从第一态经过一个绝热过程到第二态后,他的内能的增加等于在过程中外界对他所作的功率(W a):U2 - U1=Wa.一个物体可经过一个绝热过程从第一态到第二态,也可经过一个非绝热过程从第一态到第二态。绝热过程:一个过程,其中物体的状态的改变完全是由于机械的或电的直接作用结果,而不是由于纯粹外界改变所引起的,叫做绝热过
8、程。在热的分子学说-统计物理学-中,内能是分子无规则运动的机械能的统计平均值。热量:有高温度传往低温度。 热量单位:卡路里,简称卡,等于一克纯水在温度升高一度时所吸收的热量。任何一个物体在温度升高一度时所吸收的热量叫做这个物体的热容量,这是与物体的质量成正比的。 一克物体的热容量叫做中这个物质的比热,这是只与物体的本性有关,而与它的数量无关的。一个瓦特秒叫做焦耳,是功的单位,等于 107 尔格。 热量是能量的一种形式,它只在物体之间交换能量的过程中出现;至于物体内部包含热量的说法是不正确的,而由内能替代。卡与焦耳或尔格的关系名为热功当量,可由点量热法或机械法测量水的比热而确定。在近代电量热发大量应用之后,旧日的热量单位已经不需要了,因此热功当量的数值也失去了重要性。气体的内能仅仅是温度的函数,与体积无关。气体常数 R 是一个普通常数这一事实是根据阿伏伽德罗定律:在相同的温度压强下,相等的容积所含各种气体的质量与他们各自的分子量成正比;或者说,在相同的温度与压强之下,相等的容积所含各种气体的克分子数相等。焦耳定律是指的,内能仅仅是温度的函数这一性质。跟玻意耳定律和焦耳定律一样,阿氏定律对于实际气体只是近似正确的,而是在压强趋于零的极限性质。第三章 热力学第三定律可逆过程是这样一种过程:每一步都可以在相反的方向进行而不在外界引起其他变化。