热力学基本概念与基本规律

热力学基本概念与基本规律第一页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三§1.1系统与状态描述系统热力学系统的平衡状态及其描述物态方程第二页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三一、热力学系统系统和外界系统的区分第三页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三1、系统和外界：热力学中作为研究对象的范围称为热力学系统，简称为系统。由大量微观粒子（可以是原子、分子或电子也可以是场这种特殊物质）组成的有限宏观客体；在时间与空间上具有宏观尺度及包含极大数目的力学自由度；抽象为一些典型的体系。所有与系统发生作用的系统以外的物质称为系统的外界或环境，简称为外界。第四页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三2、系统的分类：根据系统和外界相互作用的情况区分按化学性质划分按物理和按化学性质划分按均匀程度划分第五页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三⑴、根据系统和外界相互作用的情况区分孤立系统：与外界不发生任何相互作用的系统称为孤立系统。此时系统和外界既无能量交换也无物质交换。封闭系统：与外界没有物质交换，但有能量交换的系统称为封闭系统。开放系统：与外界既有物质交换，也有能量交换的系统称为开放系统，简称开系。孤立系统的概念是一个理想的极限概念第六页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三例：气体系统孤立系统：粒子数

N

不变、能量E

不变。封闭系统：粒子数

N

不变、能量E

可变。开放系统：粒子数

N

可变、能量E

可变。第七页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三⑵、按化学性质划分单元系：由单种化学组元组成。多元系：由两种以上化学组元组成。第八页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三⑶、按物理和按化学性质划分单相系：整个系统的物理、化学性质相同。复相系：系统可分为若干部分，各部分内物理、化学性质相同，但部分与部分之间有所不同。第九页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三⑷、按均匀程度划分均匀系统：组成系统的粒子的空间统计分布处处相同。非均匀系统：组成系统的粒子的空间统计分布各处有所不同。第十页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三二、热力学系统的平衡状态

及其描述热力学系统的平衡状态热力学系统平衡状态的描述第十一页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三1、热力学系统的平衡状态平衡状态：孤立系统的各种宏观性质不再随时间变化的状态，称为热力学平衡态，简称平衡态。不符合以上条件的状态称为非平衡态——实验事实：孤立系统经过很长时间以后，达到一种状态，描述其状态的物理量(1)

不再随时间变化;(2)

尽可能均匀.第十二页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三几点说明

1、弛豫时间：系统由非平衡态达到平衡态所经历的时间。其长短由趋向平衡的过程的性质决定。

2、热力学平衡态是一种动态平衡，常称为热动平衡。当系统处于平衡态时，虽然其宏观性质不再随时间发生变化，但组成系统的大量微观粒子仍然在不停地运动着，只是这些微观粒子运动的平均效果不变而已。第十三页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三3、在平衡态下，系统宏观量的数值仍会发生涨落。但是，对于宏观系统来说，在一般情况下涨落是极其微小的，可以忽略不计。4、平衡态是一个理想化的概念，是在一定的条件下对实际情况的抽象和概括。例如，在较短的时间内，可以把状态变化极为缓慢的系统所处的状态看成平衡态。当系统处于非平衡态时，可以采用局域平衡的方法来近似处理，即把系统划分成许多较小的部分，每一部分本身而言近似处于平衡态。第十四页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三5、平衡的条件力学平衡热学平衡相变平衡化学平衡第十五页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三6、平衡态非平衡态稳定态系统处于平衡态时,系统有确定的状态参量,且宏观上是各处是相同的,无宏观的物理过程发生(仅有热运动);系统处于非平衡态时,系统没有确定的状态参量,且宏观上是各处是不同的,有宏观的物理过程发生(定向输运过程);系统处于稳定态时,系统有确定的状态参量,且宏观上是各处是不相同的,有宏观的物理过程发生(定向输运过程);第十六页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三二、热力学系统的平衡状态的描述状态参量状态函数状态参量分类热力学单位（国际单位制）第十七页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三1、状态函数状态参量处于平衡状态的系统，各种宏观性质不变，各表征宏观性质宏观物理量具有确定值。其中只有确定数目的几个是相互独立的，

其余的宏观物理量可以表示为这几个独立量的函数。作为独立变量描述系统平衡状态的宏观量称为状态参量。表示为状态参量函数的宏观物理量叫状态函数。独立参量的个数随具体系统而定。第十八页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三2.状态参量分类几何参量：容积、面积、长度力学参量：压强、表面张力、应力化学参量：质量、摩尔数电磁参量：电场强度、极化强度、磁场强度、磁化强度。热学参量：温度、熵。第十九页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三说明状态参量可分为内参量和外参量.内参量表征系统内部的状态。如气体的温度、密度以及介质的极化强度等都是内参量；外参量表征系统外界的状态，或者说加在系统上的外界条件，如容器的体积和作用于系统的电、磁场强度等都是外参量。状态参量还可以按它与系统质量的关系划分为广延量和强度量两类。在同一状态中与系统的质量成正比的态参量称为广延量，如粒子数、体积、内能等；与系统的质量无关的态参量称为强度量，如温度、压强、密度等。第二十页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三3.热力学单位（国际单位制）压强：帕斯卡：标准大气压：能量：焦耳：第二十一页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三三、物态方程1、物态方程：给出温度与状态参量之间函数关系的方程，称为物态方程。

气体、液体和各向同性的固体等简单系统的物态方程：物态方程是热力学中一个很重要的方程；具体的函数关系视不同的系统而异；不可由热力学理论推导出来，要由实验测定；根据物质的微观结构应用统计学的理论原则上可以导出。第二十二页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三2、几种物态方程气体简单固体和液体顺磁性固体第二十三页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三⑴、气体（n摩尔）理想气体：（1摩尔）范氏气体：昂尼斯气体方程：n为摩尔数，R为普适气体常数，R=8.31J/K﹒mol,

NA为阿伏伽德罗常数，k为玻耳兹曼常数。

第二十四页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三⑵、简单固体和液体：系数和很小第二十五页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三⑶、顺磁性固体可以测量的热力学量：磁化强度—磁场强度—温度—居里定律：即：物态方程第二十六页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三3、与物态方程有关的三个系数体涨系数：表示压强不变时，单位容积随温度的变化率。压强系数：表示容积不变时，压强随温度的变化率。等温压缩系数：表示温度不变时，单位容积随压强的变化率。关系：第二十七页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三§1.2热力学过程与系统内能热力学过程功内能热量与热容第二十八页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三一、热力学过程

热力学系统的状态随时间变化的过程称为热力学过程，简称为过程。

第二十九页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三准静态过程和非静态过程如果过程进行的非常缓慢，致使系统在过程进行中所经历的每一个状态都可以看成是平衡态，这样的过程称为准静态过程。反之，若过程进行中系统平衡态被破坏的程度大到不可忽略时，这样的过程称为非静态过程。通常准静态过程又叫平衡过程，非静态过程又叫非平衡过程。无限缓慢(Δt>>τ)进行的过程就是准静态过程。第三十页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三热力学过程的分类按交换能量的方式划分：绝热过程和透热过程。按能否恢复原状划分：可逆过程和不可逆过程第三十一页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三可逆过程和不可逆过程

（按能否完全恢复原状划分）

设一系统从状态A经过某一过程P到达状态B，如果我们可以找到另外一个过程R，它可以使一切恢复原状（系统和外界都恢复到原来的状态），则称过程P为可逆过程；反之，如果无法找到满足上述条件的过程R，则过程P就称为不可逆过程。无摩擦的准静态过程是可逆过程

第三十二页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三绝热过程和透热过程

（按交换能量的方式划分）绝热过程：系统与外界只通过做功交换能量。透热过程：系统与外界不只通过做功交换能量。第三十三页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三二、功做功是热力学系统经历过程时，与外界交换能量的方式之一。功的定义：力的空间积累效应。第三十四页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三热力学系统准静态过程的功（用状态参量表示的形式）1、体变功；2、表面张力；3、电介质；4、磁介质；第三十五页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三1、体积变化所做的功外界对系统所做的功为

如果过程是准静态的，活塞的摩擦阻力又可忽略，则

W的大小为p-V图上准静态过程曲线下阴影部分的面积系统对外界所做的功为在非静态过程中，外界对系统所做的功仍等于外界压力与活塞位移的乘积，但是第三十六页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三2.表面张力做功液体表面上单位线段受液面的拉力（向液面）叫表面张力，计σ。肥皂泡的表面由两个几何面。第三十七页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三＋－A3.电介质移动电荷dq从阴极到阳极，电容增加电量dq，外界对系统做功高斯定理：＝ε0＋dW=Vd(ε02/2)+Vd第三十八页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三4.磁介质电动势磁感应强度电流磁场强度法拉第定律安培定理磁化强度第三十九页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三三、内能1、绝热过程:在一个过程中，如果系统状态的改变完全是由于机械的或电磁的直接作用而没有受到其它任何影响，称为绝热过程.第四十页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三2、焦耳实验：从1840年开始作了20余年

当系统的初态A和终态B给定后，可以有无限多个绝热过程来完成这一状态的改变，所有这些过程（包括非静态绝热过程）外界对系统所做的功都相等.焦尔实验结论：绝热过程中外界对系统所做的功仅与初态和终态有关，而与过程所经过的路径无关.

第四十一页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三3、内能用绝热过程中外界对系统做功W来表示该态函数U在终态B与初态A的差态函数U称为系统的内能.内能是广延量，系统的内能为系统内微观粒子无规则运动的动能和粒子之间相互作用的势能之和.采用局域平衡的方法，将内能概念也可以推广到处于非平衡态的系统，系统的内能等于各局域子系统的内能之和，可表示为第四十二页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三四、热量与热容量热量热容量焓理想气体的内能、焓与热容量第四十三页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三1、热量热传递:系统与外界不做任何宏观功而能量的过程。热量:在热交换过程中系统与外界之间所转移的能量的量度。第四十四页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三2、热容量和焓热容量:在某过程中，当系统的温度升高（或降低）1K时，系统所吸收（或放出）的热量热容量与质量成正比，因此是广延量.热容量的单位为第四十五页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三定容热容量定压热容量热量的计算公式第四十六页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三3、理想气体的内能焓和热容焦耳定律

或者由著名的理想气体向真空自由膨胀的焦耳实验，证实因此对于理想气体有

由理想气体物态方程得并且由在一定温度范围内，CV、Cp和γ可看成常数,故积分得第四十七页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三§1.3热力学基本定律热力学第零定律热力学第一定律热力学第二定律热力学第三定律第四十八页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三一、热力学第零定律热平衡热力学第零定律温度和温标第四十九页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三1、热平衡绝热与导热热平衡第五十页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三

两系统通过绝热壁相接触时,两系统的状态可以完全独立地改变彼此互不影响.绝热：无热交换⑴、绝热与导热处于平衡态的热力学系统状态参量,有赖于与它相邻的其他系统和将其与相邻系统隔开的界壁的性质.透热：可热交换

两系统通过导热壁相接触时,两系统的平衡态都会受到破坏它们的状态都将发生变化.第五十一页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三⑵、热平衡分别处于平衡态的两个系统，通过导热壁相互接触（热接触），它们的状态不再发生变化称这两个系统互为热平衡第五十二页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三导热导致热平衡热平衡：第五十三页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三热平衡的可传递性()表示热平衡第五十四页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三2、热力学第

0定律(热平衡定律)两个系统分别与第三个系统热平衡，则这两个系统相互热平衡。第五十五页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三3、温度温度是决定一个系统是否与其他系统处于热平衡的物理量.它的基本特征在于一切处于热平衡的系统都具有相同的温度值。热平衡定律不仅给出了温度的概念，而且指明了比较温度的方法。要定量地确定温度的数值还必须确定温标。第五十六页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三⑴.温度的引入为明确起见考虑简单系统

此式表明，两个系统热平衡时，存在一个互相相等的热力学量。既温度。第五十七页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三⑵、温标温度的数值表示法既温标。温标包括测温参量和标度方法。各种温标：（经验温标—利用特定测温物质的特定测温属性建立的温标；理想气体温标—根据理想气体所遵循的普遍规律建立的温标；热力学温标—在热力学第二定律的基础上引入的一种温标。）第五十八页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三经验温标:摄氏温标(0～100℃),华氏温标

(32～212℉)

理想气体温标:规定纯水的三相点温度为Ttr=273.16K。

ptr表示在三相点下温度计中气体的压强，当温度计中气体的压强为p时，用线性关系规定这时气体的温度为在压强趋于零的极限下，各种气体所确定的趋于一个共同的极限温度，这个极限温标就称为理想气体温标。

单位为开尔文，用K表示，其大小与摄氏度相同第五十九页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三热力学温标热力学温标是完全不依赖于任何测温物质与测温属性的温标，是以热力学第二定律为基础引入的温标。在历史上是开尔文首先引入的，也称为开尔文温标。用此温标所确定的温度称为热力学温度，用T表示。热力学温度与摄氏温度的关系为理想气体温标中的原点（即零度）就是热力学温标的原点，称为绝对零度。第六十页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三⑶、温度计用建立热平衡的方法测量温度。利用几何量或物理量的变化，指示温度的变化。选择适当的测温物质标定温度。理想气体温标、热力学温标。第六十一页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三建立温度计与被测系统的热平衡。水银温度计2.选择水银柱长随温度变化指示温度。01020303.用水的三相点作摄氏零度。沸点为100度。确定温标。第六十二页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三热力学第一定律的积分式

二、热力学第一定律热力学第一定律的微分式

对于绝热系统:故有对于孤立系统:

故有热力学第一定律也可以表述为第一类永动机是不可能造成的.系统内能的增加等于系统在过程中吸收的热量和外界对系统外的功的和当系统经历一个循环过程后,内能不变.表明系统经循环过程对外做的功等于它所吸收的热量.如果外界不供给热量，该系统不能对外做功第六十三页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三能量守恒定律自然界一切物质都具有能量，能量有各种不同的形式，可以从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移（传递）到另一个物体，在传递与转化中能量的数量不变。第一类永动机是不可能造成的.第六十四页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三克劳修斯表述

不可能将热量从低温热源传到高温热源而不引起其它的变化。1、两种表述：三、热力学第二定律Q第六十五页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三开尔文表述

不可能从单一热源吸热使之完全变成有用功而不引起其它的变化。上面情况又可以看作仅从热源吸热并做功。第六十六页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三“不引起其它变化”的条件，如果没有这个条件，热量是可以从低温物体传到高温物体的.热力学第二定律的两种表述1、开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量使之完全转变为有用功而不引起其它变化.

开尔文表述也可以简述为功变热不可逆，或第二类永动机是不可能造成的.

“不引起其它变化”是条件，如果没有这个条件，热量是可以全部转化为功的.这类永动机不违背热力学第一定律，可以利用大气或海洋作为单一热源，几乎可以取之不尽地不断吸取热量而做功.2、克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变化.

克劳修斯表述的等效表述为：热传递不可逆.

热力学第二定律的实质在于指出：一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的.热力学第二定律可以有各种不同的表述，但可以证明，这些表述都是等效的.

第六十七页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三2、两种表述的等效性

如果克氏说法不成立，单源热机将是可能的，即开氏说法不成立。如果开氏说法不成立，则由一单源热机带动一制冷机，净结果为热量从低温热源传到高温热源而未产生其它变化，即克氏说法不成立。第六十八页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三3、意义：高温热源热量低温热源可能不可能高温热源低温热源热量功热可能不可能功热这两个过程不可逆。1.自然界存在很多不可逆热力学过程。2.不可逆过程是相互等效的。第六十九页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三四、热力学第三定律不可能将任何物体的温度冷却到绝对温度的零度。第七十页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三§1.4熵的定义及热力学第二定律的数学表示理想气体的卡诺循环卡诺定理热力学温标克劳修斯不等式熵的定义热力学第二定律的数学表示第七十一页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三一、理想气体的卡若循环两个准静态等温过程和两个准静态绝热过程工质：1摩尔理想气体第七十二页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三理想气体的各种程：过程方程做功吸热等温过程常数等压过程常数等容过程常数绝热过程常数常数常数第七十三页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三1、等温过程第七十四页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三2、绝热过程常数第七十五页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三§1.8.理想气体的绝热过程：一、绝热过程方程由热一定律：第七十六页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三等温过程在同一点p,V绝热线的斜率的绝对值大于等温线斜率的绝对值。绝热过程第七十七页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三卡诺循环可逆的卡诺循环是由理想气体的两个等温过程与两个绝热过程构成的循环过程，如图1-12所示.AB过程是等温过程，系统吸收的热量为CD过程是等温过程，系统吸收的热量为由绝热过程方程

对于DA过程有

对于BC过程有

｝循环效率第七十八页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三§1.11、卡诺定理：（1）在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切可逆热机，其效率都相等，与工作物质无关，即（2）在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切不可逆热机，其效率都小于相同条件下可逆热机的效率，即卡诺定理的提出使人们明确了理想热机效率的上限并不是1，而是理想卡诺热机的效率.

①增加热机高、低温热源的温度差；②减小热机各部分的耗散因素.提高热机效率的有效途径是：低温热源的温度无法降低,故只能通过增加高温热源的温度和减小耗散因素第七十九页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三§1.11.卡诺定理定理所有工作于两个一定温度之间的热机，以可逆机的效率最高。证：两个热机A和B的效率若A可逆，应有反证法假设不失一般性，令据假设有以为单源热机可逆机：正逆第八十页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三若B是可逆机，则按相反过程镜像证明。因此不成立。不成立。若都是可逆机，和均不成立。＃推论判断可逆机效率的方法（判据）。算出热机效率可逆热机不可逆热机第八十一页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三§1.12、热力学温标

可逆卡诺循环的热机效率与工作物质的特性无关

当这循环在经验温度为t1和t2的两个热源之间工作时当这循环在经验温度为t2和t3的两个热源之间工作时当这循环在经验温度为t1和t3的两个热源之间工作时函数的形式与温标的选择有关.现在选择一种温标，以表示该温标计量的温度，并使纯水的三相点作为标准温度点，并严格定义它的的温度为273.16K第八十二页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三三、克劳修斯等式和不等式1、一般卡诺热机：《卡诺定理》不可逆（﹤）可逆（＝）克劳修斯不等式：不可逆（﹤）可逆（＝）第八十三页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三2、多热源情况：3、连续情况：可逆不可逆第八十四页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三四、熵的定义：循环可逆即或连接A、B的可逆过程积分同，此积分与可逆路径无关。第八十五页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三

根据场论，对应一个态函数，在两个状态的值的差等于可逆过程热温比的和－熵S(JK-1)系统吸收的热量与系统的质量成正比，故熵函数是一个广延量，熵的单位是J﹒K-1.微分表示:第八十六页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三理想气体的熵:

熵是状态参量的函数。两个状态的熵的差，只与这两个状态的状态参量有关。与其它状态的状态参量无关。熵差与路程的选择无关！第八十七页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三1mol理想气体：(T0,Vm0)态的熵Cvm为常数第八十八页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三nmol理想气体：-----根据熵的广延性第八十九页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三由理想气体物态方程得

若温度的变化范围不大，可以把热容量看作常数，取不同参量的熵:第九十页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三五、热力学第二定律的数学表述:等号：可逆过程。不等号：不可逆过程。1、初末态是平衡态:微分形式

积分形式

绝热过程：dQ=0第九十一页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三2、初末态都不是平衡态（由n个小的平衡部分组成，只是局域平衡态）：循环过程：然后过程中不同的部分间可以有热交换和做功。绝热过程：dQ=0第九十二页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三等号：可逆过程。不等号：不可逆过程。系统经历不可逆过程，熵的变化大于热温比之和。

第九十三页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三§1.5、热力学基本微分方程：利用热力学第一定律如果只有体积功热力学基本微分方程一般形式第九十四页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三熵增加原理和熵判据最大功定理和自由能判据等温等压过程和吉布斯函数判据均匀系统的平衡条件与平衡稳定性条件讨论§1.6、熵增加原理及过程判据第九十五页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三一、熵增加原理：对于系统进行的绝热过程来说，因dQ=0，必有

熵增加原理:当热力学系统从一平衡态经绝热过程到达另一平衡态时，它的熵永不减少.如果过程是可逆的，熵的数值不变；如果过程是不可逆的，熵的数值增加.熵增加原理另一种表述为：一个孤立系统的熵永不减少.熵的物理意义:熵表示热力学系统内粒子运动无序程度的物理量.

第九十六页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三§

1.17.熵增加原理的简单应用：孤立系统熵不减少初末两态之间的关系例1.热量Q从高温热源T1传到低温热源T2，求熵变。与过程无关，故可逆等温过程第九十七页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三例2、一千克0o的水和100o的热源接触，使水温达到100o，求熵变。水等压热交换热源系统（水＋热源）不可逆过程可逆过程第九十八页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三二、最大功定理和自由能判据:1、自由能：由热力学基本等式自由能的减小是对外做功的最大值等温过程可逆等温过程：对外做功自由能的减小2、最大功定理：第九十九页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三对于只有体积功的系统等容等温过程自由能不增加3、自由能判据:判断等容等温过程进行的方向和是否达到平衡的依据第一百页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三三、等温等压过程和吉布斯函数判据:对于系统具有体积功和其它形式功（电磁的等）2、等温等压过程：吉布斯函数的减小是对外做其它功的最大值1、吉布斯函数：第一百零一页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三3、吉布斯函数判据:无其它形式功：吉布斯函数不增加第一百零二页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三四、均匀系的平衡条件

与平衡稳定性条件讨论从判据导出均匀系统达到平衡和平衡具有稳定性的具体条件。（以熵判据为例）均匀系的平衡条件讨论平衡稳定性条件讨论第一百零三页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三§1.7能斯脱定理与绝对熵能斯脱定理绝对熵第一百零四页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三一、能斯脱定理凝聚系在等温过程中熵的改变随着温度的趋近于绝对零度而趋近于零——能斯脱定理。数学形式第一百零五页，共一百一十页，编辑于2023年，星期三[例1]有nmol的某种理想气体，从状态A通过以下两种方式到达状态C，如图1-17所示，已知VB=V,VC=2V.试分别求其熵变.①由A经过等温过程到达C；②由A经等容过程到达B，再经等压过程到达C.

[解法1]

①由于等温过程中②对于ABC过程，可得