材料热力学硕士(无绪论).ppt

材料热力学
Thermodynamics of Materials
任课教师:文子
办公室:材料馆610室
第二章热力学基础
热力学的有关基本概念和基本定律
是材料热力学的基础
热力学基本定律是经典热力学的核心和精髓。
热力学基本概念
热力学第零定律(热平衡和温度)
热力学第一定律(能量关系)
热力学第二定律(过程方向)
热力学第三定律(熵值计算)
热力学基础
Thermodynamics is elegant and beautiful.
It takes many years to master this subject.
A thorough understanding of the subject-
espescially of the second law-separates
qualified scientists from amateurs and
pretenders
热力学基本概念(Basic concepts)
体系(System)和环境(Surroudings)
系统的状态(State)和
状态函数(State Function)
系统的过程与途径
热力学平衡态
体系和环境
体系(System):
研究的对象(是大量分子、原子、离子等
物质微粒组成的宏观集合体)。人为地将
所研究的一定范围的物体或空间与其余
部分分开,作为我们研究的对象。
根据体系与环境之间的物质和能量传递,
体系分为——
敞开体系、封闭体系、孤立体系
环境(Surroudnings):体系的周围部分
体系的性质
•强度性质(intensive properties): 与体系中所含
物质的量无关,无加和性(如,T等);
•广度(容量)性质(extensive properties):
与体系中所含物质的量有关,
有加和性(如V,U,H……)
Extensive variables can be made intensive by
normalizing
状态和状态函数
状态:
体系有一定的外在的宏观表现形式,
这每一个外在表现形式称作体系的
一个状态。状态是体系所具有的
宏观性质,是物理和化学性质的总和。
状态函数:
描述系统状态的热力学宏观性质
如:一系列U、H、G、 T、P、V •••
状态函数之间互相有一定的联系,
如:PV = nRT
状态和状态函数
当系统的状态变化时,状态函数的改变量
只决定于系统的始态和终态,而与变化的
过程或途径无关。
状态与状态函数间有一一对应关系
过程和途径
过程:系统由始态变化到终态的过渡
途径:完成过程的具体步骤。系统由
始态变化到终态所经历的过程的总和
系统的变化过程分为:
P、V、T变化过程、相变化过程、
化学变化过程等
Thermodynamic variables
Thermodynamic variables can either be
state functions or process variables
 State functions are variables or system
properties only depend on the current
conditions and are independent of the
system history.
Energy functions, T, V, P, S
 process variables only have meaning for
a given process and are not defined without
knowing the process path
Work and Heat