
熱力學(Thermodynamics)是物理學的重要分支,主要研究熱現象中能量轉換的規律及其與物質性質的關系。以下從漢英詞典角度詳細解釋其含義:
中文釋義
熱力學研究系統在熱平衡狀态下的宏觀性質,涵蓋熱量傳遞、功的轉化及物質狀态變化。核心包括溫度、内能、熵等狀态函數。
來源:《物理學名詞》(第三版),全國科學技術名詞審定委員會
英文對應
Thermodynamics: The branch of physical science concerned with heat and its relation to energy and work. It defines macroscopic variables (e.g. pressure, volume) that describe equilibrium states (來源:Oxford English Dictionary).
基于四大定律(第零至第三定律),通過狀态方程(如理想氣體定律 $PV = nRT$)描述平衡态系統的演化規律。
從微觀粒子運動出發,用統計方法解釋宏觀熱現象(如熵的統計意義 $S = k_B ln Omega$)。
第一定律(能量守恒)
$Delta U = Q - W$
系統内能變化量等于吸收熱量與對外做功的差值,體現能量轉化定量關系。
第二定律(熵增原理)
孤立系統熵永不減少:$dS geq 0$
指明熱過程的方向性(如熱量自發從高溫傳向低溫)。
第三定律(絕對零度)
當溫度趨近絕對零度($T to 0,text{K}$),系統熵趨于定值,為熱力學标度提供基準。
熱力學理論支撐熱機效率計算(如卡諾循環效率 $eta = 1 - frac{T_C}{T_H}$)、制冷系統設計及化工過程優化,廣泛應用于能源、航天、材料領域。
權威參考文獻:
熱力學是物理學的重要分支,主要研究能量(尤其是熱能)與其他形式能量之間的轉換規律,以及這些過程對物質性質的影響。以下是其核心内容:
熱力學關注宏觀系統的能量交換,包括:
其核心目标是揭示能量轉換的方向、限度與效率。
第零定律
若兩個系統分别與第三個系統處于熱平衡,則它們彼此間也處于熱平衡。這是定義溫度概念的基礎。
第一定律(能量守恒)
能量既不會憑空産生,也不會消失,隻會從一種形式轉化為另一種形式。公式為:
$$
Delta U = Q - W
$$
其中$Delta U$為系統内能變化,$Q$為吸收的熱量,$W$為對外做的功。
第二定律(熵增原理)
孤立系統的熵(無序度)總趨向增加,即能量轉換具有方向性。例如:熱量隻能自發從高溫傳向低溫物體。
第三定律
絕對零度($-273.15^circ C$)無法通過有限步驟達到,此時系統熵趨近于最小值。
熱力學不僅為能源利用提供理論支持,也深刻影響了宇宙學(如黑洞熱力學)、生物系統(如代謝能量分析)等領域。
波道脈沖同步化擦洗粉大規模設計電阻器定期給付放款帳戶罰條率共生固氮法關節骨疽核苷磷酸化酶壞批評晶膜設備卡片映象苦扁桃仁甙羅馬教庭内核原語派遣國判斷市場機會泡騰鹽疲勞持久極限清淡飲食熱帶地方的日本螯蝦篩析色譜法生殖窩收費分成搜查權酸味飲料濤鐵一般剛強