IB物理热力学3大定律讲解　快来复习一下你的知识点熟练程度吧

转眼就到了3月份了，马上就到大考了，今天给大家准备整理了IB物理热力学3大定律，如果同学们还有不会的，记得课后多多复习哦！

IB物理热力学3大定律

热力学第一定律

热力学第一定律也就是能量守恒定律。自从焦耳以无以辩驳的精确实验结果证明机械能、电能、内能之间的转化满足守恒关系之后，人们就认为能量守恒定律是自然界的一个普遍的基本规律。一个热力学系统的内能U增量等于外界向它传递的热量Q与外界对它做功A的和。

符号

热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外做功，向外界散热和内能减少的情况，因此在使用：△E=-W+Q时，通常有如下规定：

①外界对系统做功，A>0,即W为正值。

②系统对外界做功，A<0,即W为负值。

③系统从外界吸收热量，Q>0，即Q为正值

④系统从外界放出热量，Q<0，即Q为负值

⑤系统内能增加，△U>0，即△U为正值

⑥系统内能减少，△U<0，即△U为负值

热力学第二定律

热力学基本定律之一，克劳修斯表述为：热量不能自发地从低温物体bai转移到高温物体。开尔文表述为：不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响。

热力学第二定律有几种表述方式：克劳修斯表述为热量可以自发地从温度高的物体传递到温度低的物体，但不可能自发地从温度低的物体传递到温度高的物体；开尔文-普朗克表述为不可能从单一热源吸取热量，并将这热量完全变为功，而不产生其他影响。以及熵增表述：孤立系统的熵永不减小。

意义：热力学第二定律说明热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物体（克劳修斯表述）；也可表述为：两物体相互摩擦的结果使功转变为热，但却不可能将这摩擦热重新转变为功而不产生其他影响。

对于扩散、渗透、混合、燃烧、电热和磁滞等热力过程，虽然其逆过程仍符合热力学第一定律，但却不能自发地发生。热力学第一定律未解决能量转换过程中的方向、条件和限度问题，这恰恰是由热力学第二定律所规定的。

表明可逆过程的熵变与能级分布数的改变有关。而能级分布数的改变以为意味着体系的微观状态数发生了改变。熵变是与体系微观状态数或热力学几率Ω的变化相联系的。有公式：S = kln Ω+ C (6-83)，式中C是积分常数。若Ω=1时，S=0，则上式变成S = klnΩ。
此即Boltzmann定理的数学表达式。由式可见，熵是体系微观状态数的一种量度。微观状态数Ω较少的状态对应于较有序的状态，反之，Ω值大的状态对应于较无序的状态。

因此，微观状态数Ω的大小反映了体系有序程度的大小，亦即熵是体系有序程度或混乱程度的量度。当Ω=1时，只有一个微观状态，体系最为有序，混乱程度为零，熵值为零。基于以上讨论，

我们可以作如下表述：在孤立体系中，自发变化的方向总是从较有序的状态向较无序的状态变化，即从微观状态数少的状态向微观状态数多的状态变化，从熵值小的状态向熵值大的状态变化，这就是热力学第二定律的本质。

热力学第三定律

当T→0时，所有粒子都处于基态能级，此时Ω0=1，即把所有粒子放在一个能级上只有一个放法，体系只有一个微观状态，因此从玻兹曼定理，即式（6-25）可以得出结论：在0K时物质的熵值为零，即S0 = klnΩ0 = kln1 = 0 
上式可以看作是热力学第三定律的统计表达式，这与热力学第三定律的表述“在0K时任何纯物质的完美晶体的熵值为零”的结论是一致的。

热力学第三定律通常表述为绝对零度时，所有纯物质的完美晶体的熵值为零， 或者绝对零度（T=0）不可达到。

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