热力学

这是一篇关于热力学的思维导图，主要内容有热力学的基本规律、单元系的相变、均匀物质的热力学性质、多元系的复相平衡和化学平衡热力学第三定律等。

热力学

• 热力学的基本规律
  • 热力学系统的平衡状态及其描述平衡态：孤立系统达到的所有宏观性质都不随时间变化的状态。
    • 孤立系统：与外界既没有物质交换也没有能量交换的系统。
    • 封闭系统：与外界没有物质交换但有能量交换的系统。
    • 开放系统：与外界既有物质交换又有能量交换的系统。
  • 热平衡定律和温度
    • 热力学第零定律：如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统的同一热状态处于热平衡，则这两个系统彼此必定处于热平衡。
  • 物态方程
    • 体胀系数
    • 压强系数
    • 等温压缩系数
    • 范德瓦尔斯方程
  • 功
    • dW=-pdV
    • 液体表面薄膜
    • 电介质
    • 磁介质
  • 热力学第一定律
    • 绝热过程：一个过程，其中系统状态的变化完全是由于机械作用或电磁作用的结果，而没有受到其它影响，则称之为绝热过程。
    • 焦耳实验：系统经绝热过程从初态到终态时，外界对系统所作的功仅取决于系统的初始和最终状态而与具体过程无关。
    • 能量守恒定律
  • 热容和焓
    • 等容热容量
    • 等压热容量
    • 焓H=U+pV
  • 理想气体的内能
  • 理想气体的绝热过程 补充材料
    • 绝热方程
    • 流体声速
  • 理想气体的卡诺循环
    • 等温膨胀
    • 绝热膨胀
    • 等温压缩
    • 绝热压缩
  • 热力学第二定律
    • 克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变化
    • 开尔文表述：不可能从单一热源吸热，使之完全变成有用的功而不引起其它变化。
  • 卡诺定理
    • 所有工作于两个温度一定的热源之间的一切可逆热机，其效率都相等，与工作物质无关。可逆热机效率最高。
  • 热力学温标
    • 热机的效率
  • 克劳修斯等式和不等式
    • 一个系统作可逆卡诺循环时，系统从热源吸收的热量与热源的温度相除的商的代数和为零。
    • 若循环是不可逆的，则商的总和小于零。
  • 熵和热力学基本方程
  • 理想气体的熵
  • 热力学第二定律的数学表述
  • 熵增加原理的简单应用
  • 自由能和吉布斯函数
    • F=U-TS
    • G=F+pV=U-TS+pV
• 单元系的相变
  • 热动平衡判据
    • 熵判据
    • 自由能判据
    • 吉布斯函数判据
  • 开系的热力学基本方程
    • 化学势
  • 单元系的复相平衡条件
    • 热平衡条件
    • 力学平衡条件
    • 相变平衡条件
  • 单元复相系的平衡性质
    • 克拉珀龙方程
  • 临界点和气液两相的转变
  • 相变的分类
    • 一级相变
    • 二级相变
• 均匀物质的热力学性质
  • 内能、焓、自由能和吉布斯函数的全微分
    • dU=TdS-pdV
    • dH=TdS+Vdp
    • dF=-SdT-pdV
    • dG=-SdT+Vdp
  • 麦克斯韦关系的简单应用
    • 麦克斯韦关系
  • 气体的节流过程和绝热膨胀过程
    • 节流过程：低温气体进一步降温
      • 焦汤系数
    • 绝热膨胀：常温气体降温
  • 基本热力学函数的确定
  • 特性函数
  • 热辐射的热力学理论
  • 磁介质的热力学
• 多元系的复相平衡和化学平衡 热力学第三定律
  • 多元系的热力学函数和热力学方程
  • 多元系的复相平衡条件
  • 吉布斯相律
  • 混合理想气体的性质
    • 混合理想气体的熵
    • 吉布斯佯谬
  • 热力学第三定律
    • 不可能通过有限的步骤是一个物体冷却到热力学温度的零度
    • 热力学温度趋于零时，同一物质处在热力学平衡的一切形态具有相同的熵，是一个绝对常量。
• 宏观理论。揭示热运动的宏观普遍规律。但是与具体物质结构无关