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文档简介

热力学的基本规律统计物理理论的发展统计物理理论的发展路德维希.玻尔兹曼（LudwigBoltzmann，1844-1906），奥地利最伟大的物理学家之一，在气体的分子运动理论、统计力学和热力学方面做出了卓越的贡献。作为哲学家，他反对实证论和唯象论，并在原子论遭到严重攻击的时刻坚决捍卫它。和其他学科一样，首先应当选取研究对象，对于力学，研究对象有质点，刚体等，对于热学而言，如何选择研究对象并对之进行定量描述呢？宏观系统由大量微观粒子组成，微观粒子永不停歇进行热运动，其宏观量如果在系统不受外界影响时保持不变呢？其宏观量在系统受到外界影响时是否能保持不变呢？一、系统与外界1.系统：

为了便于研究某种现象的规律，需要从物质世界中选定某一有限的宏观客体作为研究对象，该研究对象被称为系统。2.热力学系统：

如果研究系统的热力学性质，则系统被称为热力学系统。3.外界：

与系统发生相互作用的其他物体称为外界。特征：热力学系统必须包含大量的物质微观粒子（如分子、原子和电子等），其大量的数量级为1023×1023个分子）一、系统与外界热力学系统与外界相互作用的形式：热力学与外界相互作用的三种形式物质交换系统与外界之间发生物质交换热相互作用系统与外界以传热的方式交换能量功的形式系统与外界以做功的形式交换能量一、系统与外界热力学系统分类I（按照与外界关系分类）：系统孤立系统开放系统封闭系统物质交换无有无能量交换无有有一、系统与外界热力学系统分类II（按照物理化学性质分类）：系统特征单相系统系统中各个部分的性质完全一样复相系统系统可以分成若干个均匀的部分非均匀系统系统中各个部分的性质不均匀一、系统与外界热力学系统分类III（按照组成成分分类）：系统特征单元系统系统中只包含一种化学组分多元系统系统包含多种化学组分二、热力学平衡态

当系统与外界存在相互作用时，一般来说，系统的状态随时间变化，此时研究比较困难。现在考虑一种理想情况：当外界对系统的作用可以忽略而可近似看作孤立系统或系统与外界没有相互作用的孤立系统。该系统会存在如下特征：经验指出，一个孤立系统，不论其初态如何复杂，经过足够长的时间后，将会到达这样的状态，系统的各种宏观性质在长时间内不发生任何变化，这样的状态称为热力学平衡态，简称平衡态。不符合上述条件的状态称为非平衡态。二、热力学平衡态解读：

1.弛豫时间：由初始状态达到平衡状态所经历的时间称为弛豫时间。

2.热动平衡；

3.存在涨落；

4.由于作为平衡态的先决条件孤立系统实际上是不存在的，平衡态是一个理想化概念，是在一定条件下对实际情况的简化和抽象；

5.对于闭系和开系，只要外界作

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