熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理第二章均勻物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)

熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理第二章均勻物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)二次偏導(dǎo)：§2.2麥?zhǔn)详P(guān)系的簡(jiǎn)單應(yīng)用麥?zhǔn)详P(guān)系用途：通過(guò)麥?zhǔn)详P(guān)系用可測(cè)量物理量表示不可測(cè)量物理量——溫度不變時(shí)內(nèi)能隨體積的變化率與物態(tài)方程的關(guān)系——溫度不變時(shí)范氏氣體的內(nèi)能隨體積的變化率——溫度不變時(shí)焓隨壓強(qiáng)的變化率與物態(tài)方程的關(guān)系任意簡(jiǎn)單系統(tǒng)：實(shí)驗(yàn)上難以測(cè)量固體和液體的定容熱容量，可由此式求出介紹雅可比行列式法變換導(dǎo)數(shù)雅可比行列式的定義：性質(zhì)（1）：性質(zhì)（2）：性質(zhì)（3）：性質(zhì)（4）：自行證明證明：證明：補(bǔ)充習(xí)題：§2.3氣體的節(jié)流過(guò)程和絕熱膨脹過(guò)程1.節(jié)流過(guò)程：由于p1>p2，氣體從高壓的一邊經(jīng)多孔塞緩慢地流到低壓的一邊，并達(dá)到定常狀態(tài)——節(jié)流過(guò)程研究節(jié)流過(guò)程的結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在節(jié)流過(guò)程前后，氣體的溫度發(fā)生了變化——焦耳-湯姆孫效應(yīng)理論分析節(jié)流過(guò)程：設(shè)過(guò)程中有一定質(zhì)量的氣體通過(guò)多孔塞外界對(duì)這部分氣體所作的功：應(yīng)用：（1）理想氣體說(shuō)明理想氣體在節(jié)流過(guò)程前后溫度保持不變（2）實(shí)際氣體理想氣體2.絕熱膨脹過(guò)程：假設(shè)條件：準(zhǔn)靜態(tài)、熵不變（過(guò)程可逆）氣體絕熱膨脹，壓強(qiáng)降低，溫度必下降例：試證明在相同的壓強(qiáng)降落下，氣體在準(zhǔn)靜態(tài)絕熱膨脹過(guò)程中的溫度降落大于節(jié)流過(guò)程。證明：證畢

作業(yè)：p73-74

2.32.42.8

§2.4基本熱力學(xué)函數(shù)的確定最基本的熱力學(xué)函數(shù)：熱力學(xué)基本微分方程：推導(dǎo)簡(jiǎn)單系統(tǒng)的物態(tài)方程、內(nèi)能、熵這三個(gè)函數(shù)與狀態(tài)參量的函數(shù)關(guān)系：例一：以T、p為狀態(tài)參量，求理想氣體的焓、熵和吉布斯函數(shù)。求證：理想氣體的摩爾自由能可以表示為證明：以T、V為狀態(tài)參量§2.5特性函數(shù)如果適當(dāng)選擇獨(dú)立變量（稱(chēng)為自然變量），只要知道一個(gè)熱力學(xué)函數(shù)，就可以通過(guò)求偏導(dǎo)數(shù)而求得均勻系統(tǒng)的全部熱力學(xué)函數(shù)，從而把均勻系統(tǒng)的平衡性質(zhì)完全確定。這個(gè)熱力學(xué)函數(shù)即稱(chēng)為特性函數(shù)?！妓?亥姆霍茲方程自由能的全微分表達(dá)式：吉布斯函數(shù)的全微分表達(dá)式：——吉布斯-亥姆霍茲方程例：求表面系統(tǒng)的熱力學(xué)函數(shù)表面系統(tǒng)物態(tài)方程：實(shí)驗(yàn)指出：證明：§2.6熱輻射的熱力學(xué)理論熱輻射：受熱的固體會(huì)輻射電磁波，稱(chēng)為熱輻射平衡輻射：如果輻射體對(duì)電磁波的吸收和輻射達(dá)到平衡，熱輻射的特性將只取決于溫度，與輻射體的其它特性無(wú)關(guān)。平衡輻射：輻射內(nèi)能：例：計(jì)算熱輻射在等溫過(guò)程中體積由V1變到V2時(shí)所吸收的熱量。解：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的輻射能量：——斯特藩-玻耳茲曼定律——斯特藩常量例：假設(shè)太陽(yáng)是黑體，根據(jù)下列數(shù)據(jù)求太陽(yáng)表面的溫度。單位時(shí)間內(nèi)投射到地球大氣層外單位面積上的太陽(yáng)輻射能量為1.35×103Jm-2s-1（該值稱(chēng)為太陽(yáng)常數(shù)），太陽(yáng)的半徑為6.955×108m，太陽(yáng)與地球的平均距離為1.495×1011m。解：作業(yè)：p75

2.16

提示：1、卡諾循環(huán)中等溫過(guò)程吸熱：2、輻射場(chǎng)絕熱方程：§2.7磁介質(zhì)的熱力學(xué)磁介質(zhì)中磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁化強(qiáng)度發(fā)生改變時(shí)外界所作的功：當(dāng)熱力學(xué)系統(tǒng)只包括介質(zhì)而不包括磁場(chǎng)時(shí)，功的表達(dá)式只取第二項(xiàng)忽略磁介質(zhì)的體積變化：比較：對(duì)應(yīng)關(guān)系：簡(jiǎn)單系統(tǒng)磁介質(zhì)居里定律：絕熱去磁制冷：意義：在絕熱條件下減小磁場(chǎng)時(shí)，磁介質(zhì)的溫度將降低，這是獲得1K以下低溫的有效方法。例：已知順磁物質(zhì)遵從居里定律M=CH/T，若維持物質(zhì)的溫度不變，使磁場(chǎng)由0增至H，求磁化過(guò)程釋放出的熱量。解：磁化過(guò)程中不考慮介質(zhì)的體積變化，即V一定，維持物質(zhì)的溫度不變，即T一定本章小