平衡态、非平衡态、统计力学 与周围没有相互作用的系统称为孤立系统

关于平衡态、非平衡态、统计力学的读书(2007-12-03 09:59:48)
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与周围没有相互作用的系统称为孤立系统。经验表明，有限的孤立系统会在有限的时间内趋于平衡状态：即宏观性质的各个物理量保持不变，并不在系统各部分之间宏观的流动。一个旋转的系统达到了平衡态后会仍然以原来的角动量旋转，因此平衡态也是可以旋转的。中子星就是一个例子，是以高速旋转着的达到平衡态的天体。
总系统平衡，则组成子系统也达到平衡。两个系统与同一系统达到平衡，这两个系统也彼此平衡。即热力学第零定律。第零定律赋予平衡以等价的意义，将平衡分为不同的等价的类。
平衡态的性质可用一组参数的值来表示。令人惊讶的是，宏观物体的宏观性质竟然能用很少的几个参数来表示。即态变量，态变量是态的函数，又称态函数，。对于一定的态，态变量的值一定，不同的态，态变量的取值不同。
如果问题涉及的时间中有关的宏观量没有显著变化和流动，我们就能近似认为其处于平衡态，因为绝对平衡是不存在的。
平衡的概念是具体的。把冷热的概念引入，两个系统只交换内部能量而不交换其它的宏观量，这个参数称为温度。即温度表征了系统内部能量的变化。温度计原理和制造以及测量是个比较难理解的概念。绝对温标或者说热力学温标。
理想气体－－玻尔兹曼常数与气体常数－－气体物态方程以及位力展开－－范徳瓦耳斯方程
内能－－热与功－－热功当量－－－－热力学第一定律与能量守恒：
理想气体的内能和比热－－－等温过程与绝热过程－－－卡诺循环和理想热机
不可逆过程与可逆过程－－－热力学第二定律－－熵及其增加的熵增原理－－－热力学温标
热力学势与热力学关系－－－响应函数－－－平衡态条件与平衡态的稳定条件：不同条件下需要不同的平衡态判据，因此需要不同的热力学势-－亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能（自由焓）。势函数最小，系统平衡。－－－绝热压缩，膨胀系数等的求算方法。
气体的热力学性质－－焦耳效应与焦耳－汤姆孙效应。
同一种物质可以不同的形态存在，每一种形态称为一种相。物质从一种相变到另外一种相的转变叫相变。相变中会有相共存的情况，即相平衡。相变表现为平衡各相的消涨，相变条件即相平衡条件，将一系统的相互平衡的各相看做它的部分，相平衡条件就是这些部分间的平衡条件。吉布斯相律－－－吉布斯杜安关系－－－可劳修斯克拉伯龙方程－－－麦克斯韦规则－－－蒸汽压和渗透压：系统各部分间的平衡条件，实际上和各个部分间的界面性质有关。
化学平衡与质量作用定律－－－平衡条件的推广。（有化学反应的过程）
极其低温下的热力学性质－－热力学第三定律：在绝对零度下每一系统的每一态的熵都是零。也即不可能用有限的操作达到绝对零度。
热力学量的洛伦兹变换－－－相对论热力学：相对性原理称，物理规律在所有惯性系中的表现相同，因此，物理方程会有相同的形式，则热力学也不能例外。洛伦兹变换是时空坐标的变换是最基本的，是相对性原理的变换。
以上就是关于平衡态热力学的所有主要的问题的描述。
下面讲述非平衡态热力学与非线性过程。
涨落－－爱因斯坦公式－－熵随时间的变化以及导致这一变化的流与力。
接后的是统计力学（平衡态统计力学与非平衡态统计力学）