第1章 基本概念

1.1 熱力系·邊界·外界

1.熱力系 閉口系/開口系/絕熱系/孤立系
2.邊界
3.外界

1.2 狀態·狀態引數

1.狀態 熱力系在某一瞬間的巨集觀物理狀況成為系統的熱力狀態，簡稱狀態。
2.狀態引數 系統狀態的單值函式或點函式，即狀態引數的變化只取決於系統給定的起始和最終狀態，而與系統變化過程中所經歷的一切中間過程無關。
強度量/廣延量

1.3 熱力學第零定律·溫度測定與溫度計·溫標

1.熱力學第零定律 若兩個熱力系分別與第三個熱力系熱平衡，那麼這兩個熱力系彼此也處於熱平衡
2.溫度測定與溫度計 -測溫引數
3.經驗溫標
4.理想氣體溫標
5.熱力學溫標
6.國際實用溫標

1.4 相·組分·相律

1.相—熱力系中具有相同強度狀態的一切均勻部分的總體叫相，如氣相、液相和固相。
2.組分—熱力系的物質集合體以化學性質區分的組成種類成組分。
3.相律–相律是確定一個有 $\gamma$組分 $\varphi$

1.5 平衡態·穩定平衡態·狀態方程

平衡態式熱力系可進行描述的前提。
1.平衡態–在不受外界影響的條件下，系統巨集觀性質不隨時間改變的狀態稱為平衡態
穩定平衡態–系統內部各部分間的平衡和系統與外界的平衡，系統的強度引數處處相同且可長時間維持不變
經典熱力學的各種唯象規律都是建立在對熱力系統穩定平衡態描述的基礎上的
2.穩定動平衡態–在受外界穩定影響的條件下，運動系統的巨集觀性質處於不隨時間改變的狀態
與穩定平衡態的不同：系統各微元系的強度引數可以不相同，且其平衡狀態隨外界影響而定，不是唯一的，只要外界的影響不改變，系統內部的各子系統總會找到一個合適的狀態，並且長時間保持不變。
3.狀態方程
理想氣體的狀態方程形式：
$p$

第2章 熱力學第一定律

2.1 作用·功·熱量·傳質能·傳遞勢

1.作用–能量交換–做功、傳熱和傳質
發生在熱力系與外界之間，會造成系統狀態變化的相互作用
2.功W–系統與外界交換的一種有序能，由強度引數和廣延引數組成
規定：系統對外界做功為正功
簡單可壓縮系統抵抗外力做功–體積功，也稱膨脹功（壓縮功）： $\delta W=p{\rm d }V$其中 $\delta$表示過程量的微小變化量，區別全微分符號 ${\rm d }$
3.熱量Q-過程量，是系統以分子無規則運動的熱力學能的形式與外界交換的能量，是一種無序熱能
規定：系統吸收外界的熱量為正值
對於可逆過程，外界熱源溫度時時都與系統溫度相等，則系統與外界交換的微小熱量為： $\delta Q=T {\rm d}S$
4.傳質能–系統與外界進行質量交換過程中所伴隨交換的能量，記作 $E_m$
同功和熱量一樣，傳質能 $E_m$也可以看成是由強度引數和廣延引數組成的量
規定：系統吸收外界的物質使系統總能增加的傳質能為正值
可逆過程，開口系的傳質能 $E_m$的變化，也表示為： $\Delta E_m=h_{in}\Delta m_{in}-h_{out}\Delta m_{out}$
5.傳遞勢

2.2 過程·準靜態過程·可逆過程

1.過程–將熱力系的狀態隨時間發生變化的過程稱為熱力過程，簡稱過程
不平衡 $\Rightarrow$平衡
平衡1 $\Rightarrow$平衡2
2.準靜態過程–由一系列連續的無限接近於平衡態的狀態所組成的過程（理想過程）
準靜態過程不在於它能否實現，其實用意義有三點：
(1)性質的計算
(2)現實過程的評價
(3)現實過程的預測
3.可逆過程–系統在狀態變化時，將能使系統和外界能都完全復原而不留下任何變化的過程
實際過程的不可逆因素主要有兩方面：
一是與系統狀態有關的非平衡不可逆損失，如溫差、壓力差、化學勢差
二是與系統物性有關的耗散損失，如摩擦、電阻、磁阻

2.3熱力學第一定律

1.熱力學第一定律的一般表述
熱力系與外界交換的能量—功 $W$、熱量 $Q$、傳質能 $\Delta E_m$之和等於系統總能的變化量
$\Delta E=Q-W+\Delta E_m$ 式中 $\Delta E$為外界與系統交換質量的傳質能，由兩種原因引起：質量和化學勢（組分）
其中，系統的總能 $E$表示為： $E=U+E_\omega+E_z=m(u+e_\omega+e+z)=m(u+\frac{1}{2}\omega^2+gz)$式中， $g$為重力加速度； $z$為控制體內工質重心對基準面的高度； $\omega$為控制體內工質的平均速度； $m$為控制體內工質的質量
$\Delta E=E_2-E_1=m(u+e_\omega+e+z)=m_2(u_2+\frac{1}{2}\omega_2^2+gz_2)-m_1(u_1+\frac{1}{2}\omega_1^2+gz_1)$
熱力學第一定律的微分表示式為： ${\rm d}E=\delta Q-\delta W+\delta E_m$熱力學在表示微分量時，用 $\delta$來表示過程量的微小增量，用 ${\rm d}$來表示系統熱力函式的微分量
2.閉口系的熱力學第一定律
在閉口系的單組分單相系或多組分的均相系，例如活塞式蒸汽機、內燃機、活塞壓縮機，因沒有物質交換，也沒有巨集觀動能和巨集觀位能的變化，故熱力學第一定律可簡化為： $\Delta U=Q-W_c$
閉口系對外界做功的典型例子時氣體在氣缸內膨脹推動活塞移動而做功–體積膨脹功，也稱氣體的絕對功(Absolute Work) $\delta W_c=p_e{\rm d }V$式中 $p_e$為外界壓力，當閉口系從狀態1可逆變化到狀態2時
$\delta W_c=\int_1^2p{\rm d} V$在非可逆過程中，有： $\delta W_c<\int_1^2p{\rm d} V$