熱力學系統的狀態總可以用三個參量確定?

2025-06-10 02:52:27 字數 5412 閱讀 4020

1樓:抽轉組

熱平衡與熱力學第零定律。

熱平衡:兩個系統的狀態不再隨時間變化,冷熱程度變得一樣,稱這兩個系統彼此達到灶首前熱平衡。 熱力學第零定律:

與第三個系統處於熱平衡的兩個系統,彼此也隱清一定處於熱平衡。值得注意的是熱力學第零定律是實驗定律,不是邏輯推論的結果。 溫度 熱力學第零定律指出,如果a,b兩個系統都與c系統熱平衡,則a,b系統也彼此熱平衡。

從這個定律可以推證,互為熱平衡的系統具有乙個數值相等的態函式,這個態函式就定義為溫度。 熱力學第零定律的實質,是指出溫度這個態函式的存在,這個態函式所表芹空述的物理量。

溫度是反映系統熱平衡巨集觀性質的量。 從微觀角度看溫度實際上是表示系統內部分子熱運動。

劇烈程度的物理量。<>

2樓:暗受

熱力學系統是由獨立的熱力學參量決定的。舉的固液氣中的三畢悉搜個參量應該為:而和互為 legendre 變換, 不是獨立的熱力學參量。

類似的, 順磁性固體也應該為乙個物態方程本身不能完全描述熱力學系統。 決定熱力學系統的是或者。 通過對這兩個方程求偏導我們可以得到系統的全部熱力學性質。

所謂物態方程是對上述兩個基本方程求一階偏導的結果。 只靠乙個物態方程無法得到系統的全部熱力學性質。 (數學上看這是因為對物態方程積分得到基本方程會有待定的積分常數。

不妨回憶為了得到理想氣體的熵的表示式, 除了以外還需要所有守恆的廣延量都是熵函式的變數,只是我們常遇到的就三個:能量、體積、粒子數。(這裡「守恆」並不是指考察的系統內守恆,而是系統和環境整體守恆。

即這個量只會從系統內流到系統外,或流進來,而不會憑空消失。)使用「熵趨於最大」這個條件後,這些廣延量都會產生對應的強度量:能量→溫度的倒數、體積→壓強、粒子數→化學勢。

考慮所有這些時這是個巨正則系綜。當你減少變數時,你得到別的系綜(其實就是名字不同)。比如控制系統粒子數無法交換,你得到正則系綜;控制能量陸迅無法交換,你得到微正則系綜。

你也可以增加變數,比如你可以對每一種分子定義化學勢,因為每一種分子的粒子數都是獨立的廣延量。我們以此定義乙個強度量,這個強度量在兩個系統平衡時總是相等的。比如熱平衡時溫度相等,力平衡時壓強相等,化學平衡時化學勢相等。

這個證明有普遍性,對任意的守恆廣延量都可以手歷這麼做。<>

3樓:守信信眾心

熱力學體系裡變數個數就是你沒有固定住的守恆廣延量的個數。從廣延量得到強度量的具螞凳體推導:設系統內的熵是s1,系統外的熵是s2,它們對各自的某個守恆廣延量x的函式依賴是相同的。

平衡時,總熵s1+s2達到最大,即你改變x1會使總熵變小,因此總熵對於x1是取極值的,因此它對x1求偏導是0。由於x是守恆的,對x1的偏導就是負的對x2的偏導,所以你得到了乙個等式系統處於平衡態時需滿足:力學平衡、熱學平衡、相旅蘆平衡與化學平衡四個條件,缺一不可。

狀態參量:用來描述系統平衡態的幾個悶鎮旅相互獨立的物理量稱為狀態參量,分為幾何參量、力學參量、化學參量與電磁參量。對於由兩個參量描述的系統狀態可以用由兩個參量作為座標軸的平面熱力學座標來描述。

三個熱力學判據分別是什麼?

4樓:擺渡人灬度人

要理解化學反應過程中的熱力學與動力學現象,首先要明白反應熱力學和動力學不是分割開來的,兩者是相輔相成,動力學的研究必須以熱力學計算結果為前提條件,而熱力學必須與動力學相結合才能完整的解決物理-化學反應的實際問題。

熱力學研究的關注點在於乙個反應能否發生,在什麼樣的條件下才能發生,所以熵增原理和吉布斯自由的判據在熱力學研究領域扮演著無法撼動的位置,一般可以簡單的認為反應吉布斯自由能大於5時該反應是無法自發進行,而當吉布斯小於-5時可以認為反應可以自發進行,當然這個論斷並不代表乙個反應絕對不能發生或者絕對可以發生,舉乙個例子,水分解為氫氣和氧氣的反應吉布斯自由能遠大於零,但是通過控制反應條件比如電解,就可以實現該反應的發生,類似的還有活潑金屬的氧化物還原,所以熱力學只是乙個判據趨勢,化學反應從本質上的解釋應該要從能量勢或者化學勢來解釋,比如催化劑的作用就是降低反應勢能等等。

接下來再說說動力學,顧名思義就是研究化學動態過程的內容,動力學方面就相對複雜很多,有著各種反應模型,一階反應,二階反應等等,包括大名鼎鼎的阿倫尼烏斯定律的適用,總之動力學研究的關注點是時間,如果說熱力學限制了反應上限和反應的靜態過程(準確的說是準靜態)那麼動力學則決定了反應達到這個上限的時間以及在這段時間內的反應狀態方程,用有限元分析的角度來看就是熱力學研究的是穩態,而動力學研究的是瞬態。

人類在工業化工發展過程充斥著對反應熱力學和動力學的挑戰和無奈,高中化學課本里的兩大內容鐵的還原和氨的製備則非常生動的描述了熱力學和動力學在現代化工的作用,自從人們真正的理解了熱力學和動力學的本質,高聳入雲的鐵還原器就顯得相當的幼稚。

熱力學三個基本狀態引數

5樓:jeff的科技探索

熱力學是理工科的重要基礎課程之一,睜搭吵溫度、內能、熵是熱力學的三個基本狀態函式。內能是由熱力學第一定律確定的;熵是由熱力學第二定律確定的;而溫度是由熱平衡定律確定的。

熱力學第枝此一定律就是不同形式的能量在傳遞與轉換過悉侍程中守恆的定律,表示式為△u=q+w。熱量可以從乙個物體傳遞到另乙個物體,也可以與機械能或其他能量互相轉換,但是在轉換過程中,能量的總值保持不變,其本質就是著名的能量守恆定律。

熱力學第二定律是熱力學的基本定律之一,是指熱永遠都只能由熱處轉到冷處(在自然狀態下)。它是關於在有限空間和時間內,一切和熱運動有關的物理、化學過程具有不可逆性的經驗總結。

熱力學第三定律是熱力學的四條基本定律之一,其描述的是熱力學系統的熵在溫度趨近於絕對零度時趨於定值,對於完整晶體,這個定值為零。在統計物理學上,熱力學第三定律反映了微觀運動的量子化。在實際意義上,第三定律並不像第。

一、二定律那樣明白地告誡人們放棄製造第一種永動機和第二種永動機的意圖,而是鼓勵人們想方設法儘可能接近絕對零度。

熱力學系統的狀態參量

6樓:準心狙擊

熱力學系統的狀態參量如下:

幾何參量。用以描述系統的大小、形狀、體積等幾何性質。

力學參量。用以描述系統的壓強、應力、表面張力等力學性質。

化學參量。用來描述組成系統的各種化學組分的數量等化學性質,例如組分的摩爾數。

電磁參量。用來描述系統處在電、磁場作用下的性質,如電場強度、電極化強度、磁場強度、磁化強度等。

以上這四類狀態參量都不是熱學所特有的量,它們不能直接表徵系統的熱性質。直接描述系統的熱性毀弊數質的參量是溫度。實驗指出,處於平衡態的系統,其溫度同上述四類狀態參量之卜野間存在著一定的聯絡。

或者說系統的溫度是其他狀態參量的函式,即態函式。它們之間的函式關係就是系統的物態方程。熱力學系統狀態參量是定量描述熱力學系統性質的巨集觀物理量。簡稱狀態參量或態參量。

其他相關

通常把狀態參量分為內參量和外參量兩大類。內參量表示系統內部的狀態,即系統本身的巨集觀物理性質,它決定於組成系統的大量微觀粒子的纖首特徵以及熱運動狀況;外參量描述系統周圍環境的狀況,即表示加在系統上的外界條件。

還可以按與系統總質量的關係把狀態參量分為兩類:一類是與總質量或摩爾數成正比例的,稱為廣延量,例如系統的體積、熵、電荷等;另一類是與總質量或摩爾數無關的,稱為強度量,例如壓強、溫度、電壓等。

熱力學中常用的狀態引數有( )。

7樓:考試資料網

答案】老弊:c

在熱力學中,常用的狀態引數有壓力(p)、溫度(t)、比局含旅桐凳體積(v)、內能(u)、焓(h)和熵(s)等,其中壓力為絕對壓力。

用熱力學第一定律證明內能是狀態引數

8樓:

摘要。您好,親<>

這邊根據您提供的問題,用熱力學第一定律證明內能是狀態引數為您查詢到以下:親根據熱力學第一定律,系統在完全絕熱的情況下,可以將熱能轉化為動能,而動能是不變的。因此,內能u是狀態引數,它不受外界條件的影響,只受系統內部引數的影響。

用熱力學第一定律證明內能是狀態引數。

您好,親<>

這邊根據您提戚塌猜供的問題,用熱力學第一定律證明內能是狀態引數為您查詢到以下:親根據熱力學第一定律,系統在完全絕熱的情況下,可以將熱能轉化為動能,而動能是不變的。因此,內能u是狀態引數,它不受外界條件的影響,只受衫備系統內部引數的高型影響。

能不能再詳細一些?

能不能再詳細一螞慎些?熱力學第一定律(即質量守恆定律)表明,在任何乙個物理系統中,總能量是不缺橘變的,也就是說,能量不會自動創造或消失,只能轉化形式。因此,任何物理系統中的能量都是乙個狀態引數,悶扮敬即使在過程中能量有所轉換,它也不會改變系統的總能量。

由此可見,內能就是乙個狀態引數,它是物理系統中能量的總和,在系統過程中不會改變,只會轉換形式。

寫出狀態引數中的乙個直接測量量和乙個不可測量量;寫出與熱力學第二定律有關的乙個狀態引數。

9樓:考試資料網

答案】:直接測量量:p(或巨集李t,或v)

不可測量量:h(或敏兆u,或s)

與熱力學第二定律有關蔽拿遲的引數:s(或ex

工程熱力學的基本狀態引數是

10樓:網友

1)溫度,表示物體冷熱程度的物流量。 2)壓力,單位面積上承受的垂直作用力。 3)比體積,單位質量物質所佔的體積,v(m3/kg)。 熱力學上還有熱力學能,焓,熵等引數。

熱平衡是熱力學中的乙個基本實驗定律,其重要意義在於它是科學定義溫度概念的基礎,是用溫度計測量溫度的依據。

在熱力學中,溫度、內能、熵是三個基本的狀態函式:

內能是由熱力學第一定律確定的;

熵是由熱力學第二定律確定的;

而溫度是由熱平衡定律確定的。

熱力學中狀態函式和狀態引數有什麼區別?

11樓:非8常8道

狀態函式和狀態引數沒什麼區別,只是習慣上感覺有所不同而已。

通常,在數學裡來說,函式是變化的,泛指某些變數之間的關係,而引數則相對穩定,對變數修飾作用。但在熱力學裡,「引數」就是「變數」,如p、v、t、u、h等,特別是加上定語「狀態」後,二者幾乎具有相同的含義,這在熱力學裡有突出的表示。如熵、焓、自由焓(也叫吉布斯函式)、自由能(也叫亥姆霍茨函式)等可以是函式,也可以是引數。

這從熱力學常用的特性函式也可以看出,它們是:

u=u(s,v)、h=h(s,p)、f=f(t,v) 和 g=g(t,p)

由此可見,狀態函式和狀態引數是相對的,主要是由其使用的場合來決定的。

但 p、v 和 t 通常沒有說它是狀態函式,是因為它們是「可測量」,因而無需用它們的函式關係。實際上,p、v 和 t 也可以是函式,如在麥克斯韋關係中,有。

t=(əu/əs)v p=-(əu/əv)s v=(əh/əp)s 等。

所以,熱力學中狀態函式和狀態引數沒有本質上的區別,它們都是「變數」,只是在不同的場合,用不同的叫法而已。

功和熱都是過程量,它們都不是狀態引數(函式),即它們的大小不僅和初終狀態有關,且還與過程有關。

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