熱力學(xué)與統(tǒng)計物理PPT課件

1、2021-12-141熱力學(xué)與統(tǒng)計物理熱力學(xué)與統(tǒng)計物理 金曉峰復(fù)旦大學(xué)物理系2005-4-6 0TdQrevTdQdS BAABTdQSSdS 0 熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律對孤立系統(tǒng)：對孤立系統(tǒng)：達(dá)到平衡態(tài)的條件：達(dá)到平衡態(tài)的條件：S = Smax 對非孤立系統(tǒng)對非孤立系統(tǒng) ？（U, V U, V 固定）固定）熱力學(xué)基本方程熱力學(xué)基本方程dU=dQ - PdVdU TdS - PdVdQ TdS在在S,VS,V固定時：固定時：dU 0, 或或 U = UminU(S,V) -熱力學(xué)勢函數(shù)熱力學(xué)勢函數(shù)dU TdS - PdV在在S,PS,P固定時：固定時：dH 0, 或或 H = Hmind

2、U + d(PV) TdS PdV +PdV +VdPd(U + PV) TdS +VdPdH TdS +VdPH = U +PVH(S,P) -熱力學(xué)勢函數(shù)熱力學(xué)勢函數(shù)焓焓dU TdS - PdV在在T,VT,V固定時：固定時：dF 0, 或或 F = FmindU - d(TS) TdS PdV -TdS - SdTd(U - TS) -SdT - PdVdF -SdT - PdVF = U - TSF(T,V) -熱力學(xué)勢函數(shù)熱力學(xué)勢函數(shù)dU TdS - PdV在在T,PT,P固定時：固定時：dG 0, 或或 G = GmindU + d(PV) - d(TS) TdS PdV +PdV

3、 +VdP -TdS - SdTd(U + PV- TS) -SdT + VdPdG -SdT + VdPG = U + PV- TSG(T,P) -熱力學(xué)勢函數(shù)熱力學(xué)勢函數(shù)理想氣體的熵理想氣體的熵求作為求作為N,T,VN,T,V函數(shù)的：函數(shù)的：dU = TdS - PdV SVVTSPdU=TdS-PdVVTTPVSdF=-SdT -PdVPSSVPTdH=TdS+VdP PTTVPSdG=-SdT+VdPGPHSUVFTGood Physicists Have Studied Under Very Fine TeachersPdVTdSdUTdQdSPdVdQdU:熱力學(xué)基本方程熱力學(xué)第二

4、定律熱力學(xué)第一定律TdS 是熱學(xué)效應(yīng)，是熱學(xué)效應(yīng)，- PdV是力學(xué)效應(yīng)是力學(xué)效應(yīng)對磁性體系可以有對磁性體系可以有: dU=TdS+HdB 對電學(xué)體系可以有對電學(xué)體系可以有: dU=TdS+EdP粒子數(shù)還可以變化，只要加上一項，粒子數(shù)還可以變化，只要加上一項，是化學(xué)勢是化學(xué)勢 dNExample 1HdBSdTdGBdHSdTdFBdHTdSdU414141對 (I) 型超導(dǎo)體HBB 0ccHHHH在T不變的情況下，對式，積分HdBTGHTG41)0 ,(),()0 ,(),()(81)0 ,(),(22TGHTGHHTGHTGc)(cHH 這樣或HcHHcTT B)(cHH *dU=TdS-P

5、dVdF=-SdT -PdVdG=-SdT+VdP定義而因為2081)0 ,(cHTGGNGHGHTG2081),(2081),(cHGHTGsG)(cHH )(cHH BHFG)41(20)81()0 ,(csHGTF8)0 ,()0 ,(2csNHTFTFHTGS)(TGSN0HccsTHHTGS)(410在在0HHc時時比正常態(tài)能量更低比正常態(tài)能量更低所以所以H = 0而且而且正常態(tài)比超導(dǎo)態(tài)能量高正常態(tài)比超導(dǎo)態(tài)能量高 又因為G = F + PVHccSNTTHTHTSSTQ)()(4)(HccSNTTHTHSS)()(41HHTSTC)(比熱或SNHCCC222)(4THTHHHcccccTTccTTHTHTC2)(4在 Tc處, Hc=0，所以 T所以所以