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2015年岩土工程师考试基础知识考点:平衡态

2014-11-07  点击: 次  建培教育

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  •  1、系统与外界

      热力学系统(简称系统)——由大量分子原子组成的物体或物体系。

      注意:主要研究气体系统,固体和液体系统的热力学问题不在这里研究。

      外界—— 一个热力学系统所处的外部环境。

      2、系统分类

      孤立系统:与外界既不交换能量又不交换物质的系统。

      开放系统:与外界既交换能量又交换物质的系统。

      封闭系统:与外界交换能量而不交换物质的系统。

      均匀系(单相系):系统的各部分完全一样。

      非均匀系(复相系):系统的各部分不同且有界面。

      3、平衡态

      定义:在不受外界影响(外界对系统既不做功又不传热)的条件下的热力学系统,宏观性质不随时间变化的状态。

      热力学平衡态包括力学平衡、化学平衡、热平衡和相平衡。

      这四种平衡都达到才称热力学平衡态。

      注意:热力学平衡态与热平衡的区别

      热力学平衡

      无热流:热学平衡条件,系统内部温度处处相等。

      无粒子流:力学平衡条件,系统内部各部分之间、系统与外界之间应达到力学平衡,通常情况下反映为压强处处相等。

      化学平衡:化学平衡条件,即在无外场下系统各部分的化学组成应是处处相等。

      可以用p、V、T图来表示。只要上述三个条件一个得不到满足,就是非平衡态,不能用p、V、T图来表示。

      4、讨论

      1)事实上,并不存在完全不受外界影响,从而使得宏观性质绝对保持不变的系统,所以平衡态只是一种理想模型,它是在一定条件下对实际情况的抽象和近似。

      2)由于永不停息的热运动,各粒子的微观量和系统的微观态都会不断地发生变化。但只要粒子热运动的平均效果不随时间改变,系统的宏观状态性质就不会随时间变化。因此,确切地说平衡态应该是一种热动平衡的状态。

      3)在平衡状态下,系统的宏观物理量仍会发生微小的变化,称为涨落。组成系统的微观粒子数量极大时,这种涨落很小从而可以忽略。在热力学中可以认为平衡状态下系统的宏观物理量具有确定的数值。

      5、平衡态的特点

      1)单一性(p,T)处处相等;

      2)物态的稳定性——与时间无关;

      3)自发过程的终点;

      4)热动平衡,有别于力平衡。

      6、非平衡态

      在自然界中,平衡态是相对的、特殊的、局部的与暂时的,不平衡才是绝对的、普遍的、全局的和经常的。


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