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会计学1热力学的平衡态和状态方程第一页，共24页。第1章 热力学系统(xìtǒng)的平衡态及状态方程§1 热力学系统及其状态(zhuàngtài)参量一、热力学系统(xìtǒng)(Thermodynamic System)热力学系统按照其与外界间的物质、能量交换关系，分为：孤立系封闭系（闭系）开放系（开系）（isolated）(closed)（open）包含大量的分子、原子，其数量以阿伏加德罗常数（Avgadro Constant)计NA=×1023（mol-1）例：以容器内水为研究对象（系统）， 则其它均为外界第1页/共24页第二页，共24页。二、宏观(hóngguān)量与微观量1、宏观(hóngguān)量（Macroscopic Quantity）3、微观量与宏观(hóngguān)量有一定的内在联系。2、微观量（Microscopic Quantity）从整体上描述系统的状态量，一般可以直接测量。例如：压强p、描述系统内微观粒子个体特征的物理量。例如，气体的压强是大量分子撞击器壁的平均效果； 物质的温度是大量分子作无规则热运动的剧烈程度的宏观体现。可以累加的量广延量强度量质量M、不可累加的量体积V、内能E例如：温度T 、分子数密度n如：分子的质量m、直径 d 、速度 v、动量 p、能量 等。第2页/共24页第三页，共24页。三、平衡态(Equilibrium State)平衡态的基本特征：无宏观(hóngguān)的物质流动和能量流动。说明(shuōmíng)：是动态平衡（Dynamic Equilibrium）：在不受外界影响的条件(tiáojiàn)下，系统的宏观性质不随时间改变的状态，称为平衡态。是一种理想模型，也是本课程的主要研究内容。处在平衡态的大量分子仍在做热运动，而且因为碰撞， 每个分子的速度频繁改变，但系统的宏观量保持不变。第3页/共24页第四页，共24页。又如：布朗运动就是一种(yī zhǒnɡ)可观测的涨落现象。存在涨落(zhǎnɡ luò)现象(Fluctuation)：——此例中两侧粒子(lìzǐ)数不可能严格相同，这里的偏差即称为涨落。例如：处在平衡态的系统的宏观量，如压强、密度等量，总体上不随时间改变， 但不能保证任何时刻大量分子分布与运动的情况完全均匀一致。分子数越多，涨落就越小，宏观态就越稳定。第4页/共24页第五页，共24页。§2 温度(wēndù)与温标一、热力学第零定律(dìnglǜ)若两个(liǎnɡ ɡè)物体均分别与第三个物体处于热平衡，则这两个(liǎnɡ ɡè)物体间亦必处于热平衡。（The Zeroth Law of Thermodynamics）热平衡（Thermal Equilibrium）:发生热接触的两物体在不受外界影响时总会共同达到平衡态，则说：这两个物体之间处于热平衡状态，或曰：达到了热平衡。热接触（Thermal Contact）:两个互相接触的物体之间能够在某种情况下彼此发生能量（热量）交换。——热流（Heat Flow）且实验证明:——热力学第零定律（热平衡定律）第5页/共24页第六页，共24页。二、温度（Temperature）的宏观(hóngguān)概念温度(wēndù)：思考(sīkǎo)：我们常常称温度为“物体冷热程度的量度”，这种说法是否严格？三、温标（Temperature Scale）温度的定量表达。处于热平衡态下的各个系统所共同具有的宏观性质。在实践中，一般利用某种物质的某种热平衡状态（如：水的三相点和沸点）作为温标的基准点，再借助物质的某种宏观性质（如：体积、气压、电阻、光辐射强度……）随温度的变化标定出温度的数值。日常生活中常用的温标：摄氏（Celsius）温标华氏（Fahrenheit）温标由此制成测量温度的仪器：温度计（Thermometer）第6页/共24页第七页，共24页。理想气体(lǐ xiǎnɡ qì tǐ)温标与热力学温标理想气体(lǐ xiǎnɡ qì tǐ)（Ideal Gas）：从热平衡定律出发可以论证：存在一种不依赖于任何具体物质(w
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