热力学主要研究能量传递和转换的基本规律和能量与物质性质间的普遍关系。(见表1-1-1)
表1-1-1 热力学的研究方法
1 热力学系统:人为地划定某一空间内的物质作为热力学研究对象。围成空间的界面叫做边界,边界外的物质为外界。边界面可以是真实的、假想的、固定的或者移动的,也可以是这几种边界面的组合。
2 工质:实现能量传递与转换的工作物质,如内燃机里的燃气、蒸汽动力装置中的水蒸气等。
3 系统的分类(见表1-1-2)
表1-1-2 热力系统的分类
1 热力学状态:热力学系统某一瞬间的宏观物理状况。分为平衡和非平衡。平衡状态特点见表1-1-3。
表1-1-3 平衡状态特点
2 热力学平衡条件:平衡态的系统不存在内部和外部势差,其需满足的条件见表1-1-4。
表1-1-4 平衡状态条件
平衡与稳定的区别在于平衡是不存在各种势差,而稳定是状态不随时间变化;平衡与均匀的区别在于平衡是对时间而言,均匀是对空间而言。
1 热力学第零定律:与第三个系统处于热平衡的两个系统,彼此也处于热平衡。
2 温标:温度的数值标定。建立需规定标志温度的物理量和温度的函数关系以及还要规定基点和标准点。
1 状态参数:描述热力学系统的工质所处状态的宏观物理量。变化取决于始末状态与路径无关。
2 状态公理与状态方程:对于组元一定的闭口系统,当其处于平衡状态时,可以用与该系统有关的准静态功的数目n加1个象征传热方式的独立状态参数,即n+1个独立状态参数来确定。
热力过程:系统宏观状态随时间发生变化时,从初态到终态所经历的全部状态的总和。系统由确定的初态经历一系列热力过程回到初态的闭合过程称作热力循环。
热力过程常用的两种理想化过程特点见表1-1-5。
表1-1-5 经典热力学描述的两种理想化过程