特性函数与配分函数

<正> 引言 特性函数和配分函数分别为热力学和统计物理中的二个重要函数,它们对热力学状态的描述有重要意义。本文通过讨论在闭系(粒子数不变的系统)中两者之间的内在联系将它们作统一描述,并由此强调了自由能的重要性。 马林(Massieu )在1869年证明,在独立变数适当选择之下,只要知道一个热力学函数,就可以通过求偏导数而求得均匀系统的基本热力学函数(即物态方程、内能和熵),从而将均匀系统的平衡性质完全确定。这个热力学函数称为特性函数,相     

橡胶弹性热力学公式的探讨

本文指出从不同的热力学状态函数出发,选取不同的独立变数可以得到不同形式的弹性热力学状态方程。对三元函数混合偏导数的数值与逐次微分的次序无关也作了简化证明。     

热力学第零定律的证明

本文认为不依靠温度概念,对内能和热量进行测量是可能的.不依靠热力学第二定律,仅由第一定律就能证明温度函数的存在性和热力学第零定理.     

用热力学函数关系式证题的方法

物理化学的宏观部分是以热力学三个定律为基础建立起来的,其中有八个状态函数,U、H、S、A、G、T、P、V,通常称它们为热力学八大状态函数.这八个状态函数之间相互结合,构成了热力学函数间的各种关系式.本文对这些热力学函数间所建立的各种关系式和相互转换的法则进行了规律性的总结,提出了解热力学函数间关系式证明题的一般思路、方法和步骤.     

两变量热力学系统绝热线唯一性定理及其应用

本文严格证明了两变量热力学系统绝热线存在和唯一性定理,由这一定理出发不需要热力学第二定律就能证明两变量和一变量热力学系统熵函数和绝对温度函数的存在性.同时本文还证明了第零类永动机实际上是第一类永动机的一种类型.     

用热力学函数关系式证题的方法

物理化学的宏观部分是以热力学三个定律为基础建立 ，其中有八个状态函数，U，H，S，A，G，T，P，V通常称它们为热力学八大状态函数，这八个状态函数这间相互结合，构成了热力学数间的各种关系式，本对这些热力学函数间所建立的各种关系式和相互转换的法则进行了规律性的总结，提出了解热力学函数间关系式证明题的一般思路，方法和步骤。     

信息论与热力学函数

介绍了信息论的有关概念和最大信息量公式,阐明了“不确定性”Ｕ是一种状态函数,它与热力学的状态函数相当,并导出了维纳（Ｎ．Ｗｉｅｎｅｒ）关于信息量是负熵变的公式,由此得到熵函数的信息论表达式：Ｓ＝－ｋｎｉ＝１ＰｉｌｎＰｉ．从上式出发,用信息论的方法导出了统计熵的公式（正则系综）：Ｓ＝ｋＴｌｎΦＴＶ＋ｋｌｎΦ．该式和统计热力学方法导出的Ｓ公式完全一致．并进一步导出了体系的自由能Ｇ、焓函数Ｈ、功函Ａ、内能ｕ等热力学函数的配分函数表达式．表明可以用信息论的方法和原理来讨论化学热力学的问题,从而阐明了现代科学技术的综合化发展的趋势．     

热力学状态函数关系式的记忆及应用

热力学状态函数关系式多而繁,但若能找到一个好的记忆方法,就能将这一难题简化.即从热力学关系式的简单推导过程,论述了其记忆方法以及在应用过程中的技巧.     

理想气体的状态性质与体系内能的数学关系

热力学第一定律表明体系的内能是状态的单值函数,却没有确定的具体形式.这篇文章证明:理想气体的内能与压力和体积的乘积成正比,也与气体量和温度的乘积成正比.     

热力学非线性区最小熵产生原理和热力学稳定性

经典的非平衡态热力学只能在热力学线性区证明最小熵产生原理,无法在非线性区证明该定理.将热力学熵平衡方程同动力学方程组结合,使最小熵产生原理能够在热力学非线性区得以证明,使之成为非平衡态热力学线性区和非线性区都成立的普遍原理.经典的非平衡态热力学超熵未包括宏观动力过程.必须引入广义动能修正超熵才能作为系统的Lyapounov稳定性函数.但是考虑了动力过程的理想流体负超熵可以直接作为系统的Lyapounov稳定性函数,而且证明导致系统不稳定的原因是流体宏观参数扰动同宏观过程相互作用的结果.对于环境流体这个Lyapounov稳定性判据是目前得到的普遍的稳定性判据.     

热力学过程状态函数变计算的探讨

状态函数法是物理化学中计算热力学过程函数变的核心,状态一定,状态函数的值一定,其差值仅取决于过程的始末态,结合物质的热力学性质,如温度、压力、热容、标准生成焓、标准摩尔熵、摩尔熔化焓、摩尔蒸发焓等,热力学过程的函数变的计算是可以解决的。经过大量练习与研究以后,一些比较简单的计算方法和技巧也是容易发现的。     

热力学状态函数关系式的图例及例证分析

热力学状态和状态函数是物理化学热力学中重要的概念,状态函数之间的数学关系所构成的基本公式非常多且繁杂.借助于一个简单的图例把状态函数有机的联系起来,很好地揭示了它们之间内在的各种变换关系.此图可以帮助学生在学习过程中加强记忆和理解,在物理化学教学中值得推广和应用.     

微系统的热力学

由热力学第一定律和第零定律出发，导出了熵函数和热力学温度函数的存在性，从而导出适合于微系统的热力学基本方程．并讨论了Ｐｌａｎｋ关于熵定理证明中的错误．     

谈热力学函数关系式的证明

本文着重以简单系中的PVT系统为例,论述了证明各类热力学函数关系式的一般方法,并将其推广到多功系和开系.应用这些方法,在热力学函数关系式的证明中可尽快地理清思路,抓住主线,从而找到最佳证明途径,减少盲乱现象.     

记忆热力学关系式的状态函数正方形和Maxwell正方形

本文提出了状态函数正方形和Maxwell正方形的概念,提出了使用状态函数正方形和Maxwell正方形记忆热力学关系式方法。使用本方法可迅速记忆特性函数与特征变量的关系式、基本公式、对应系数的关系式和Maxwell关系式等20个热力学公式,而且不易忘记。     

物理化学部分函数关系式的简易记忆方法

本文应用物理化学热力学中状态函数的特征变量，有规律的符号和热力学函数间最基本的关系式以及有规律的图式方法，来总结和归纳对部分热力学函数间的重要关系式，即热力学重要公式的简易记忆方法。     

基于热力学的混凝土塑性和粘塑性本构模型研究

建立了具有实用意义的基于热力学能量耗散函数的混凝土率无关和率相关塑性模型.基于热力学原理,构造了混凝土在主应力空间中的能量耗散函数,并根据此函数推导出了耗散应力空间和真实应力空间中的混凝土模型.推导过程中不需引入其他假定,所得模型能自动满足热力学定理.拟合参数后,计算了多种受力状态下混凝土试件和构件的静动态响应.计算结果符合试验结果,验证了模型的正确性和实用性.     

物理化学中的重要状态函数—熵

热力学第二定律揭示了自然界所发生的一切实际过程的共同特点：它们都是热力学上的不可逆过程,但克劳修斯、开尔文等人对热力学第二定律的表述都只是定性的表述,不能定量说明过程发生的可能性及实际发生过程的不可逆程度。1865年克劳修斯引人了媳的概念,这一引入对热力学理论及生产技术的发展都起了重大作用。熵是热力学系统的基本状态函数,由它导出了第二定律的数学表达式,形成了对两状态间过程发生可能性的定量判据;在引入熵的基础上导出的赫氏自由能与吉氏自由能使我们能用其定量判断过程的自发方向及限度。内能U与嫡S是热力学中…     

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．     

Giles公理热力学理论的推广——开系的公理热力学

本文引入绝对 Helmholtz 函数及广义 Massieu 函数的方法,建立了开系公理热力学的唯一性定理。从而将平衡态公理热力学的经典理论直接推广到不局限于平衡态的开系公理热力学理论。该定理为一个包含热库在内的开系的自然过程中,从系统 A 的任何一个态到达可接近的另一个任意态的过程,提供了必要和充分的条件。当该定理专门用于研究平衡态时,证明其结果就是众所周知的 Helmholtz 函数及 Massieu 函数表述式的 Legendre 部分变换图象。从而证明了平衡态公理热力学的经典理论只不过是本文所推广的开系公理热力学理论的特例而已。