概念

基本概念

弛豫时间: 系统由其初始状态达到平衡状态所经历的时间。

平衡态: 系统的各种宏观性质长时间内不发生变化，这样的状态成为热力学平衡态。

• 开系: 与外界既有物质交换，又有能量交换的系统
• 闭系: 与外界没有物质交换，但有能量交换的系统
• 孤立系: 与其他物体既没有物质交换又没有能量交换的系统

热力学温标: 不依赖于任何具体物质特性的温标。

热力学定律

热平衡定律(热力学第零定律)

如果 $A$ 和 $B$ 同时与 $C$ 达到热平衡，则 $A$ 和 $B$ 也处于热平衡。

热力学第一定律(能量守恒定律)

自然界一切物质都具有能量，能量有各种不同的形式，可以从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递到另一个物体，在传递和优化中能量的数量不变。

另一种表述: 第一类永动机是不可能造成的。

第一类永动机: 机器不需要外界供给能量而可以不断地对外做功。

热力学第二定律

• 克氏表述: 不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。
• 开氏表述: 不可能从单一热源吸热使之完全变成有用的共而不引起其他变化。

相关信息

开氏说法也可推出: 第二类永动机是不可能造成的。

第二类永动机: 能供从单一热源吸热，使之完全变成有用的功而不引起其他变化。

热力学第三定律(能氏定律)

凝聚系的熵在等温过程中的改变随热力学温度趋于零，即 $\lim\limits_{x\to0}(\Delta S)_T = 0$

卡诺定理

所有工作与两个一定温度之间的热机，以可逆机的效率为最高。

推论: 所有工作与两个一定温度之间的可逆热机的效率相等。

等概率原理

处在平衡状态的孤立系统，系统的各个可能出现的概率是相等的。既然这些围观都满足具有确定 $N$,$E$,$V$ 的宏观条件，没有理由认为哪一个状态出现的概率应当更大一些，这些微观状态是平权的。

能量均分定理

对于处在温度为 $T$ 的平衡状态系统，粒子能量中每个平方项的平均值是 $\cfrac{1}{2}kT^2$