1、热学1主讲教材： 热学 张玉民著 科学出版社参考教材： 热学 秦允豪著 高教出版社 热学 李洪芳著 高教出版社 热学 李椿等著 人民教育出版社 热学习题思考题解题指导 秦允豪 高教出版社热学习题2第一章： 1 3， 1 4， 1 5， 1 7， 1 9， 1 10， 1 11，1 12第二章： 2 3， 2 7， 2 8， 2 10， 2 13， 2 17， 2 21，2 25， 2 27， 2 31， 2 33， 2 35第三章： 3 2， 3 5， 3 7， 3 8， 3 9， 3 10， 3 11，3 12， 3 17第四章： 4 2， 4 3， 4 4， 4 7， 4 8， 4 9，
2、4 11，4 12， 4 17， 4 18热学3 热学是以研究 热运动 的规律及其对物质宏观性质的影响，以及与物质其他运动形态之间的转化规律为任务的。 所谓 热运动 即组成宏观物体的大量微观粒子的一种永不停息的无规则运动。相互补充、渗透二者关系统计平均方法力学规律总结归纳逻辑推理方 法微观粒子观察和实验出 发 点微观量 ( 质量、动量 )宏观量（温度、压强 )物 理 量统计物理学微观理论热力学研 究宏观理论热现象4热力学是研究物质热运动的宏观理论。 它从 基本实验定律出发，通过逻辑推理和数学演绎，找出物质各种宏观性质的关系，得出宏观过程进行的方向及过程的性质等方面的结论。它具有高度的普适性与可
3、靠性。但因不涉及物质的微观结构，而将物质视为连续体，故不能解释物质宏观性质的涨落。统计物理学是研究物质热运动的微观理论。 它从 物质由大量微观粒子组成这一基本事实出发，运用统计方法，把物质的宏观性质作为大量微观粒子热运动的统计平均结果 ，找出宏观量与微观量的关系，进而解释物质的宏观性质。在对物质微观模型进行简化假设后，应用统计物理可求出具体物质的特性；还可应用到比热力学更为广阔的领域，如解释涨落现象。热力学和统计物理学的研究对象是相同的。它们从不同角度研究热运动，二者相辅相成，彼此联系又互相补充。5热学发展史实际上就是热力学和统计物理学的发展史，可以划分为三个时期。 笫一时期 (17世纪末 1
4、9世纪中叶 )，这个时期积累了大量热的实验和观察事实 .关于热的本性展开了研究和争论，热机理论如热功相当原理的确立，为热力学理论的建立作了准备。 笫二时期 (19世纪中叶 20世纪初 )，这个时期发展了唯象热力学和分子运动论 .热功相当原理奠定了热力学笫一定律的基础它与卡诺理论结合导致了笫二定律的形成；与微粒说结合导致了分子运动论的建立 . 笫三时期 ( 20世纪 30年代 ) ， 这个时期出现了量子统计物理学和非平衡态理论，成了现代理论物理学重要的部门之一。6笫一章 热力学基础知识与温度 热力学基础知识 热力学第零定律 状态方程目 录 热力学基础知识7热学研究的是由大量微观粒子组成的宏观物体
5、 。我们研究的宏观物体是有 明确界面 的连续介质系统，而暂不研究其内部微结构。热力学系统 (系统 )：具有明确边界被研究的宏观物体。外界 (环境 )：系统边界以外所有对系统发生相互作用的物体。8系统与外界的相互作用： 热传递、做功和 质量交换等。大热源大热源 TQT重物下落对绝热系统作功实验根据系统与外界之间物质和能量交换的情况 孤立系统 ：与外界既无物质交换又无能量交换的系统； 封闭系统 ：与外界有能量交换但没有物质交换的系统； 绝热系统 ：与外界无热量交换的系统； 开放系统 ：与外界既可交换能量又可交换物质的系统。9热力学平衡态 ：在不受外界影响的条件下，宏观性质不随时间变化并且具有确定值
6、的系统状态。. . . . . . . . . . .终了. . . . . . .扩散隔板. . .开始自由膨胀 系统内部的温度处处相等。 (热学平衡 ) 在无外场情况下，系统各部分压强处处相等。 (力学平衡 ) 在无外场的情况下，系统各部分的化学组成处处相等。 (化学平衡) 系统中存在不同物理性质均匀的部分 (相 )(相平衡 )水和水蒸气组成系统 (两相 )热力学平衡态 是 微观运动平均效果的不变性，在宏观上表现为系统的平衡。因此，与热现象有关的一切平衡都是 动态平衡 。10热力学平衡态的宏观性质不随时间变化并且具有确定值。因此，系统的平衡态可以用系统的宏观物理量来描叙。考虑到系统宏观物理量之间的联系，用来 描叙系统平衡态的几个相互独立的物理量称之为状态参量。P 装在气缸中一定质量的氧气 保持气体的 压强不变 ，对气体加热时，气体的 体积会膨胀。 保持气体的 体积不变 ，对气体加热时，气体的 压强会增大 。用 p， V完全描述系 统 的状 态 ，常称 为 p-V系统l混合气体系统 (例如氧气和氮气的混合 )，除了 p和 V， 还 需要反 应 系 统 化学成分的状 态 参量。
