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文档简介

一、平衡态、状态参量、准静态过程

热学的研究对象是大量微观粒子(分子、原子等)组成的宏观物体,通常称为热力学系统,简称系统。系统分为三种：一是孤立系统:与外界既无能量交换,又无物质交换的理想系统;二是封闭系统:与外界只有能量交换,而无物质交换的系统;三是开放系统:与外界既有能量交换,又有物质交换的系统。在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕(Pa),它与大气压(atm)及毫米汞柱(mmHg)的关系为:气体的体积是气体分子所能达到的空间,并非气体分子本身体积的总和。气体体积的单位是m3。

在工程上和日常生活中,目前常使用摄修斯温标,简称摄氏温标。在摄氏温标中温度的符号为t,单位符号是℃。摄氏温度与热力学温度之间的关系为t=T-273.15或T=273.15+t。如果两个系统分别与第三个系统的同一平衡态达到热平衡,那么这两个系统彼此也处于热平衡,这个结论称为热力学第零定律。热力学第零定律说明,处在相互热平衡状态的系统必定具有某一个共同的宏观物理性质。若两个系统的这一共同性质相同,当两系统热接触时,系统之间不会有热传导,彼此处于热平衡状态;若两系统的这一共同性质不相同,两系统热接触时就会有热传递。

当一热力学系统的状态随时间改变时,系统就经历了一个热力学过程(以下简称过程)。由于中间状态不同,热力学过程又分为非静态过程和准静态过程。过程进展的速度可以很快,也可以很慢。实际过程通常是比较复杂的,如果过程进展得十分缓慢,使所经历的一系列中间状态都无限接近平衡状态,这个过程叫做准静态过程或平衡过程。显然,准静态过程是个理想的过程,它和实际过程是有差别的,但在许多情况下,可近似地把实际过程当做准静态过程处理,所以准静态过程是个很重要的理想模型。非准静态过程即迅速压缩,快到无法和外界进行热交换(即使不是绝缘的压缩,也不会和外界热交换)

上面指出,一定质量的气体的每一个平衡状态可用一组(p,V,T)的量值来表示。由于p、V、T

之间存在着式(5-1)所示的关系,所以通常用p-V

图上的一点来表示气体的平衡状态。气体的一个准静态过程,在p-V图上则用一条相应的曲线来表示。如图5.1所示,A→B曲线表示从初状态(p1,V

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