
【化】 thermodynamic parameter
energetics; thermodynamics
【化】 thermodynamics
parameter
【計】 argument
【醫】 parameter
【經】 parameter
熱力學參數是描述物質熱力學性質與能量轉換關系的物理量,其核心概念可從中英文對照視角解析如下:
溫度(Temperature)
熱力學系統冷熱程度的宏觀表征,對應英文術語"Temperature"。在熱力學第零定律中定義為物體間達到熱平衡時的共同屬性,單位為開爾文(K)。該參數是判斷熱量傳遞方向的核心指标(來源:中國大學MOOC《工程熱力學》課程)。
内能(Internal Energy)
對應英文"Internal Energy",指系統内部所有微觀粒子動能與勢能的總和,狀态函數特性使其成為熱力學第一定律的核心參數,表達式為ΔU=Q-W(來源:科學出版社《物理化學基礎》)。
熵(Entropy)
英文術語"Entropy"源于希臘語"τροπή"(轉變),是系統混亂度的量度。根據熱力學第二定律,孤立系統的熵變ΔS≥0,該參數量化了能量轉化過程中的不可逆特性(來源:IUPAC熱力學術語标準定義)。
吉布斯自由能(Gibbs Free Energy)
英文全稱"Gibbs Free Energy",由化學家J.W. Gibbs提出,定義為G=H-TS。該參數在等溫等壓條件下判斷過程自發性的核心判據,廣泛應用于化工過程優化(來源:NIST熱力學參數數據庫)。
這些參數通過熱力學定律相互關聯,共同構建了能量轉換與物質性質的理論框架。建議讀者通過國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)官網獲取最新術語定義,或參考《Journal of Chemical Thermodynamics》期刊獲取參數測量标準。
熱力學參數是描述熱力學系統狀态和過程的物理量,可分為強度參數(與系統大小無關)和廣延參數(與系統大小相關)。以下是常見參數及其意義:
溫度(T)
強度參數,表征系統的冷熱程度,微觀上反映分子熱運動的劇烈程度。常用單位:開爾文(K)、攝氏度(℃)。
壓力(P)
強度參數,描述單位面積上的作用力,如氣體分子碰撞容器壁産生的壓強。單位:帕斯卡(Pa)、大氣壓(atm)。
體積(V)
廣延參數,表示系統占據的空間大小,常用于氣體和液體系統的狀态描述。
内能(U)
廣延參數,系統内部所有微觀粒子(分子、原子)的動能和勢能總和。滿足熱力學第一定律:
$$Delta U = Q - W$$
其中 (Q) 為熱量,(W) 為系統對外做功。
焓(H)
定義式:(H = U + PV),適用于恒壓過程。例如,化學反應的熱效應常通過焓變((Delta H))衡量。
熵(S)
廣延參數,表征系統無序度。熱力學第二定律指出,孤立系統的熵永不減少((Delta S geq 0))。
吉布斯自由能(G)
定義式:(G = H - TS),用于判斷恒溫恒壓過程的自發方向。若 (Delta G < 0),過程自發進行。
亥姆霍茲自由能(A)
定義式:(A = U - TS),適用于恒溫恒容過程,類似吉布斯自由能的作用。
化學勢(μ)
強度參數,描述系統中某組分的能量貢獻,決定物質遷移方向(如擴散、相變)。
熱容(C)
系統升高單位溫度所需的熱量,分為定壓熱容((C_p))和定容熱容((C_v))。
這些參數通過狀态方程(如理想氣體定律 (PV = nRT))和熱力學定律相互關聯,共同構建了對宏觀系統行為的定量描述。
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