什么是熱力學系統(tǒng)（什么是熱力學）

關于什么是熱力學系統(tǒng)，什么是熱力學這個問題很多朋友還不知道，今天小六來為大家解答以上的問題，現(xiàn)在讓我們一起來看看吧！

1、熱力學熱力學是熱學理論的一個方面。

2、熱力學主要是從能量轉化的觀點來研究物質的熱性質，它揭示了能量從一種形式轉換為另一種形式時遵從的宏觀規(guī)律。

3、 熱力學是總結物質的宏觀現(xiàn)象而得到的熱學理論，不涉及物質的微觀結構和微觀粒子的相互作用。

4、因此它是一種唯象的宏觀理論，具有高度的可靠性和普遍性。

5、熱力學三定律是熱力學的基本理論。

6、熱力學第一定律反映了能量守恒和轉換時應該遵從的關系，它引進了系統(tǒng)的態(tài)函數(shù)——內能。

7、熱力學第一定律也可以表述為：第一類永動機是不可能造成的。

8、熱學中一個重要的基本現(xiàn)象是趨向平衡態(tài)，這是一個不可逆過程。

9、例如使溫度不同的兩個物體接觸，最后到達平衡態(tài)，兩物體便有相同的溫度。

10、但其逆過程，即具有相同溫度的兩個物體，不會自行回到溫度不同的狀態(tài)。

11、這說明，不可逆過程的初態(tài)和終態(tài)間，存在著某種物理性質上的差異，終態(tài)比初態(tài)具有某種優(yōu)勢。

12、1854年克勞修斯引進一個函數(shù)來描述這兩個狀態(tài)的差別，1865年他給此函數(shù)定名為熵。

13、1850年，克勞修斯在總結了這類現(xiàn)象后指出：不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化，這就是熱力學第二定律的克氏表述。

14、幾乎同時，開爾文以不同的方式表述了熱力學第二定律的內容。

15、用熵的概念來表述熱力學第二定律就是：在封閉系統(tǒng)中，熱現(xiàn)象宏觀過程總是向著熵增加的方向進行，當熵到達最大值時，系統(tǒng)到達平衡態(tài)。

16、第二定律的數(shù)學表述是對過程方向性的簡明表述。

17、1912年能斯脫提出一個關于低溫現(xiàn)象的定律：用任何方法都不能使系統(tǒng)到達絕對零度。

18、此定律稱為熱力學第三定律。

19、熱力學的這些基本定律是以大量實驗事實為根據(jù)建立起來的，在此基礎上，又引進了三個基本狀態(tài)函數(shù)：溫度、內能、熵，共同構成了一個完整的熱力學理論體系。

20、此后，為了在各種不同條件下討論系統(tǒng)狀態(tài)的熱力學特性，又引進了一些輔助的狀態(tài)函數(shù)，如焓、亥姆霍茲函數(shù)(自由能)、吉布斯函數(shù)等。

21、這會帶來運算上的方便，并增加對熱力學狀態(tài)某些特性的了解。

22、從熱力學的基本定律出發(fā)，應用這些狀態(tài)函數(shù)，利用數(shù)學推演得到系統(tǒng)平衡態(tài)各種特性的相互聯(lián)系，是熱力學方法的基本內容。

23、熱力學理論是普遍性的理論，對一切物質都適用，這是它的優(yōu)點，但它不能對某種特殊物質的具體性質作出推論。

24、例如討論理想氣體時，需要給出理想氣體的狀態(tài)方程；討論電磁物質時，需要補充電磁物質的極化強度和場強的關系等。

25、這樣才能從熱力學的一般關系中，得出某種特定物質的具體知識。

26、平衡態(tài)熱力學的理論已很完善，并有廣泛的應用。

27、但在自然界中，處于非平衡態(tài)的熱力學系統(tǒng)(物理的、化學的、生物的)和不可逆的熱力學過程是大量存在的。

28、因此，這方面的研究工作十分重要，并已取得一些重要的進展。

29、目前，研究非平衡態(tài)熱力學的一種理論是在一定條件下，把非平衡態(tài)看成是數(shù)目眾多的局域平衡態(tài)的組合，借助原有的平衡態(tài)的概念描述非平衡態(tài)的熱力學系統(tǒng)。

30、并且根據(jù)“流”和“力”的函數(shù)關系，將非平衡態(tài)熱力學劃分為近平衡區(qū)(線性區(qū))和遠離平衡區(qū)(非線性區(qū))熱力學。

31、這種理論稱為廣義熱力學，另一種研究非平衡態(tài)熱力學的理論是理性熱力學。

32、它是以熱力學第二定律為前提，從一些公理出發(fā)，在連續(xù)媒質力學中加進熱力學概念而建立起來的理論。

33、它對某些具體問題加以論證，在特殊的彈性物質的應用中取得了一定成果。

34、非平衡態(tài)熱力學領域提供了對不可逆過程宏觀描述的一般綱要。

35、對非平衡態(tài)熱力學或者說對不可逆過程熱力學的研究，涉及廣泛存在于自然界中的重要現(xiàn)象，是正在探討的一個領域。

36、如平衡態(tài)的熱力學和統(tǒng)計力學的關系一樣，從微觀運動的角度研究非平衡態(tài)現(xiàn)象的理論是非平衡態(tài)統(tǒng)計力學。

37、選自：《物理學簡史》。

本文分享完畢，希望對大家有所幫助。

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