热力学第一定律的普遍表述

许多教科书(包括国内和国外的)在讲到热力学第一定律时通常使用下述形式:△U=Q W (1)其中△U为系统内能的增量,Q和W分别为外界传给系统的热量及对系统所作的功。本文指出(1)式是有条件的,热力学第一定律的普遍形式应为:△U=Q W一△K (2)其中△U、Q和W的物理意义与(1)式中的相同,K为系统宏观机械运动的动能。设一个热力学系统经历了某个过程,则根据动能定理,所有作用于此系统的力作的功应等于系统的动能增量,即     

关于内能概念的教学研究

“内能”是热学的基本物理量之一,也是一个基本的热力学函数。在普通物理热学中应将“内能”作为一个教学重点,不仅在热力学第一定律部分要讲清楚内能概念的引入,定义(宏观和微观两个方面),它与热量、热能的关系,还要善于把“内能”贯穿到热学和分子物理学的教学中去。这是因为,热力学是从能量观点出发来研究宏观物体热性质的,热力学第一和第二定律所揭示的都是能量传递和转化所必须遵从的规律。但是,热力学所研究的宏观物体热性质,还必须用分子物理学的观点和方法加以分析,才能了解其本质。以下从五个方面:内能宏观定义的教学;内能微观定义的教学;热力学第二定律中有关内能的教学;固体的内能;相变时转变热的分析谈谈我们在有关内能概念教学中的点滴体会。内能概念分为宏观和微观两个方面,这种区分正体现了热学理论中按照研究观点和方法的不同分为宏观理论和微观理论两个部分一样。     

涨落在理想气体系统中的应用

理想气体系统是热力学研究的一种典型模型,通过研究理想气体系统,可以得到真实气体的一些主要性质.用统计物理学观点和热力学基本关系式,研究理想气体系统中宏观物理量的涨落及涨落关联函数,进而说明热力学系统宏观量的涨落与热力学系统的状态方程有关.     

近独立粒子系轻度偏离平衡态概率分布问题研究

近独立粒子组成的孤立系统处于统计平衡态时,系统可能处于热力学平衡态,也可能偏离热力学平衡态,出现非热力学平衡态.不同的宏观状态(或分布)所包含的微观状态对宏观物理量的贡献是不同的.对系统不同分布的热力学概率进行了研究,获得了系统轻度偏离平衡态的概率分布规律,从而揭示出系统处于统计平衡态时宏观性质不随时间变化的物理本质.     

理想粒子系统偏离平衡态对宏观物理量的影响研究

由于涨落等因素的存在,处于统计平衡态的理想粒子系统,既可能处于热力学平衡态,也可能偏离热力学平衡态.微观态数目不同的宏观态对宏观物理量的贡献也不同.对系统不同分布的热力学概率进行研究,发现系统轻度偏离平衡态对宏观物理量的影响完全可以忽略,给出系统轻度偏离平衡态概率分布与平衡态概率分布的关系.     

孤立理想气体系统中分子的能量分布

孤立系统由于没有外界热影响是热力学与统计物理学研究的最基本理想系统,也是研究一般系统性质的基础。孤立理想气体系统气体分子间除了碰撞瞬间外没有相互作用,是理论上可严格处理的系统。这样简单系统的统计性质除了等几率假设外并没有被认真研究过。本文将从统计物理的等几率假设出发,严格计算孤立理想气体系统中单分子能量分布及关联性质。     

关于物理化学中统计热力学教学的几点看法

本文根据高等师范试用教材《物理化学》中统计热力学一章所安排的内容,针对化学专业学生的实际情况,对教学中突出统计热力学的一些基本概念及麦克斯威——玻尔兹曼统计这个重点;抓住联系系统宏观性质与微观结构性质的桥梁——配分函数这个关键,谈了一些看法。此外,对统计热力学这章内容的深广度,在文中亦作了简单评介。众所周知,热力学是研究各种能量形式之间相互转化的规律的科学。它是建立在由实践与观察中归纳出的热力学三条基本定律基础上的,是一种唯象的宏观理论,即就宏观现象论宏观现象。     

状态函数与过程量

在研究体系的物理化学性质时,我们经常遇到两类物理量.一类是描述体系热力学性质的状态函数,如内能(U)、熵(S)、自由能(G)等.这类物理量的微小增量,在数学上是全微分,可用dU、dS、dG等表示.另一类是功(W)和热(Q),它们与过程密切相关,叫过程量.对应于体系状态的微小变化而产生的过程量的微小数量,在数学上不是全微分,而用符号δW、δQ来表示.     

论热力学公式TdS≥dU+pdV

对于无限小过程热力学第二定律的数学表达式为其中S是系统的熵,(?)Q是系统从外界吸收的热量,T是外界的温度,等号适用于可逆过程,不等号适用于不可逆过程。     

S=klogW——墓碑上的公式

热力学乃是热现象的宏观理论，探讨温度、能量、熵等宏观物理量之间的基本规律。热力学理论以实验事实为依据，所涉及的都是宏观的物理量，因而具有广泛的普适性和高度的可靠性，这是热力学理论的优点所在；但由于它不过问物质的微观结构和微观粒子的运动状态，显然足不完全的。     

广延不可逆热力学

从热力学的观点就有序无序而论，可以把物质体系分为两类：一类不需要和外界环境进行物质和能量的交换，即在孤立的条件下和在平衡的条件下得以维持其结构。另一类体系只有通过和外界环境进行物质和能量的交换，在非平衡条件下才得以维持并呈现出宏观范围的时空有序。经典热力学只能对第一类体系做出解释和预言，     

科技文献资源系统的能量

一定科技文献的集合构成科技文献资源系统,具有能量.从科技文献的基本观点、系统论观点、知识观点、价值观点等方面,对系统进行了描述. 运用热力学与统计物理学关于能量的观点和计算方法,结合普赖斯(D.Price ) 的科学发展指数增长规律,提出:科技文献总量的增长规律与科学发展的增长规律同步;按系统宏观平均,知识含量是按等级以字节平均分布.以一定字节构成科技文献单元, 科技文献单元能量与其所含知识量成正比,与科技文献社会总量成反比.按以上观点,构建了闭口科技文献资源系统的理想模型,对其进行了讨论.     

物理化学中“统计热力学”的教学探讨

从教学研究角度出发，以最可几分布和平衡分布，总微观状态数和最大微观状态数，热力学函数和分子配分函数三组概念为主线，推导出热力学宏观性质与系统微观性质的函数关系．     

熵增意味着能量的贬值

从热力学与统计物理学的观点说明：系统熵的增大就意味着能量可利用程度的减小,或者说伴随着熵增的是能量的贬值。     

配分函数在相空间中的表示与计算

统计物理是将大量粒子微观运动状态与系统的宏观性质联系起来,进而获得系统的热力学性质;配分函数则是联系系统微观量和宏观量的桥梁。基于统计物理相空间的概念,论述了配分函数的物理意义,给出不同系统配分函数在相空间中的表示,并结合实例介绍了其计算方法。     

相对论质量与能量的共轭关系

相对论质量与能量是描述物体运动性质的重要物理量，质能关系是物理学的基本关系之一，质量与能量是共存的、不相替代的、相互关联而又不相转换的，称此关系为质量能量共轭关系，建立质能共轭关系可使质能关系的内容具体化，既便于掌握这一关系，又有利于澄清一些模糊观点     

《热力学与统计物理》教材体系的探讨

导言热力学和统计物理学都是关于物体内部热运动的理论,它们的任务都是揭示热运动的规律及其对物体各方面性质的影响的。热力学是宏观唯象理论,建立在经验与实验的基础上,具有简明可靠的特点,有很大的普适性;统计物理学是微观的几率理论,能更深刻地揭示热现象的本质、两者既有统一的一面,又有明显的区别。传统的理论体系是把它们各自独立的自成系统,教材也是分开的。近年来,国外有部分教材采取了统一的形式,试图把热力学宏观理论与统计理论有机地结合起来。     

统计物理学：高级处理方法及其应用（第二版）

本书是“统计力学”的推广。正如本书第一章题目所说，“统汁物理学大干统计力学”，换言之，它包含了许多物理的、化学的、生物的许多更为复杂的系统。当然，学科的实质没有变化，即从系统的微观性质通过概率和统计的方法来计算出系统的宏观物理量，如温度、压力等等。统计力学是大学物理学的基础课程,     

分光光度法测定晶体碘标准熵与升华热的探讨

随着对物质微观结构认识的不断深入,人们希望从物质的微观结构出发,了解物质宏观性质的本质并解释物质的宏观行为,因此作为联系微观结构与热力学宏观性质之间桥梁的统计热力学,已成为物理化学课的一个重要组成部分.但是至今物化实验课中属于统计热力学方面的实验却很少.为提高物理化学理论课的教学效果,国内外一些学校开设了这类实验。例如美国西北大学、渥尔希斯特大学先后报道了利用光密度法测定晶体碘升华热和标准熵的实验.随后,复旦大学亦载文介绍他们在这方面的成果。近年来我们为学生开设了这一实验,收到了一定的教学效果.本文将介绍我们改进的仪器装置和实验中的体会,并     

焓、熵及其微分方程式

本文着重从宏观和微观两方面阐明这两个概念;并将运用二元函数的数学性质和热力学系统状态参量之间的关系式对特性函数全微分表达式作一定的代换,从而得出完全用压强、比容、温度及热物性系数等可直接测量量表达的两个物理量的微分方程式。