熱平衡態(tài)簡(jiǎn)介

所謂外界影響，是指外界對(duì)系統(tǒng)作功或傳熱。不能把平衡態(tài)簡(jiǎn)單理解為不隨時(shí)間變化的狀態(tài)。例如，一金屬桿兩端分別始終與沸水和冰水接觸，熱量不斷從一端傳往另一端，則桿各處溫度雖然不同卻并不隨時(shí)間變化，但此桿并不處于平衡態(tài)。與單純靜止的力學(xué)平衡不同，熱平衡態(tài)是熱動(dòng)平衡，系統(tǒng)中的分子仍在作無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，只是平均效果不隨時(shí)間改變。

實(shí)驗(yàn)表明，在沒(méi)有外界影響的條件下，一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)經(jīng)足夠長(zhǎng)時(shí)間后必將趨于熱平衡態(tài)。兩個(gè)或多個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)相互接觸后，只要時(shí)間足夠長(zhǎng)又沒(méi)有外界影響，也必將趨于共同的平衡態(tài)。這是引入熱平衡態(tài)概念的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。兩個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)若分別與第三個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡，則它們彼此也必處于熱平衡。這個(gè)實(shí)驗(yàn)規(guī)律稱為熱力學(xué)第零定律，表明熱平衡具有傳遞性，熱平衡態(tài)是科學(xué)定義溫度概念的基礎(chǔ)，也是用溫度計(jì)測(cè)量溫度的依據(jù)。

熱平衡態(tài)是一個(gè)理想化的概念，是在一定條件下對(duì)實(shí)際情況的抽象和近似。對(duì)熱平衡態(tài)的研究具有重要的理論和實(shí)踐意義，已經(jīng)成為熱力學(xué)的基本內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)表明，在沒(méi)有外界影響的條件下，一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)經(jīng)足夠長(zhǎng)時(shí)間后必將趨于熱平衡態(tài)。兩個(gè)或多個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)相互接觸后，只要時(shí)間足夠長(zhǎng)又沒(méi)有外界影響，也必將趨于共同的平衡態(tài)。這是引入熱平衡態(tài)概念的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。兩個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)若分別與第三個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡，則它們彼此也必處于熱平衡。這個(gè)實(shí)驗(yàn)規(guī)律稱為熱力學(xué)第零定律，表明熱平衡具有傳遞性，熱平衡態(tài)是科學(xué)定義溫度概念的基礎(chǔ)，也是用溫度計(jì)測(cè)量溫度的依據(jù)。

在沒(méi)有外界影響的條件下，熱力學(xué)系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間變化的狀態(tài)。所謂外界影響，是指外界對(duì)系統(tǒng)作功或傳熱。不能把平衡態(tài)簡(jiǎn)單理解為不隨時(shí)間變化的狀態(tài)。例如 ，一金屬桿兩端分別始終與沸水和冰水接觸，熱量不斷從一端傳往另一端，則桿各處溫度雖然不同卻并不隨時(shí)間變化，但此桿并不處于平衡態(tài)。與單純靜止的力學(xué)平衡不同，熱平衡態(tài)是熱動(dòng)平衡，系統(tǒng)中的分子仍在作無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，只是平均效果不隨時(shí)間改變。

本書是在長(zhǎng)春理工大學(xué)研究生講義的基礎(chǔ)上補(bǔ)充、修改而成，是作者教學(xué)工作的心得和部分科研工作的總結(jié)。書中主要討論溶液熱力學(xué)、相平衡熱力學(xué)、化學(xué)平衡熱力學(xué)、統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)及非平衡態(tài)熱力學(xué)。在經(jīng)典的熱力學(xué)中，主要闡述采用熱力學(xué)理論與數(shù)學(xué)工具處理材料制備過(guò)程中的熱力學(xué)問(wèn)題；在統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)中，側(cè)重于微觀狀態(tài)與宏觀過(guò)程的聯(lián)系，進(jìn)而推算材料制備過(guò)程體系的熱力學(xué)性質(zhì)；在非平衡態(tài)熱力學(xué)中，主要討論非平衡態(tài)熱力學(xué)的思路及處理材料問(wèn)題的方法。其中，“Al2O3透明陶瓷晶界濃度分布的非平衡態(tài)熱力學(xué)分析”等內(nèi)容為作者研究工作的總結(jié)。