本章主要研究分子热运动的统计概念及规律。
一.基本概念
1、平衡态(热力学系统的平衡态)
热力学系统(简称系统或体系)是指在给定的范围内,由大量的微观粒子所组成的宏观物体。
平衡态是指热力学系统内部没有宏观的粒子流动或能量流动的状态,这时系统的各种宏观性质(如温度,压强)不随时间变化。也可以定义为,对于一个孤立系,经过足够长的时间,系统必将达到一个宏观性质不随时间变化的状态,这种状态称为平衡态。
应该注意到,即使在平衡态下,组成系统的微观粒子仍然处在不停的无规运动之中,只是它们的统计平均效果不变而已。通常,这种动态的热力学平衡,称为热动平衡。
2、物态方程
描述气体平衡态的参量称态参量,如V、P、T。态参量所满足的关系式称物态方程。
对于理想气体,物态方程为:
式中:P,V,P,M,μ的含义。R(气体常量)=8.31 J·mol-1/K
P-V图中的每一个点都表示一个平衡态。
3、准静态与非准静态过程
系统状态随时间的变化称为过程,若气体在变化过程的每一个中间状态都无限接近平衡态,则这样的过程称为准静态过程。反之,称非准静态过程。只有准静态过程才能用P-V图中的曲线来表示。
如果某过程能无限缓慢地进行,则该过程可视为准静态过程。