熱力學統計物理研究什麼系統

❶ 統計物理學和熱力學比較，在研究方法上各有哪些特點

一、熱力學與統計物理的研究對象、方法與特點
研究對象：宏觀物體熱性質與熱現象有關的一切規律。
方法與特點：
熱力學：
以大量實驗總結出來的幾條定律為基礎，應用嚴密
邏輯推理和嚴格數學運算來研究宏觀物體熱性質與
熱現象有關的一切規律。
較普遍、可靠，但不能求特殊性質。
統計物理：
從物質的微觀結構出發，考慮微觀粒子的熱運動，
通過求統計平均來研究宏觀物體熱性質與熱現象有
關的一切規律。
可求特殊性質，但可靠性依賴於微觀結構的假設，
計算較麻煩。
兩者體現了歸納與演繹不同之處，可互為補充，取長
補短。
宏觀與微觀的關系：
微觀粒子的熱運動與系統的各種宏觀熱
現象之間存在著內在的聯系。宏
觀量等於微觀量的統計平均
值。
宏觀與微觀
宏觀現象與宏觀量：
宏觀現象即一個系統所表現出來的各
種物理性質以及這些性質的變化規律。描述一個系統宏觀
性質的物理量稱為宏觀量。例：
P
、
V、
T
、
E
、
C等。
微觀運動與微觀量：
微觀運動即系統內部的微觀粒子的熱
運動。描述微觀粒子熱運動的
物理量稱為微觀量。例：
m
、
v
、

等。
二、熱力學理論的發展
1 經典熱力學
1824
年：
卡諾定理：
卡諾（Carnot）
1840』s：熱力學第一定律：
能量守恆定律
邁爾（Mayer）、焦耳(Joule)
1850』s：熱力學第二定律、熵增加原理：
克勞修斯（Clausius）、開爾文（Kelvin）：
1906
年：
熱力學第三定律：
能斯特定理，能斯特（Nernst）
Sadi Carnot
(1796-1832 )
J.R.Mayer
(1814-1878)
J.P.Joule
(1818-1889)
R. Clausius
(1822-1888)
W. T. Kelvin
(1824-1907)
W. H. Nernst
(1864-1941)
•
不涉及時間與空間；
•
以平衡態、准靜態過程、可逆過程為模型；
•
經典熱力學



靜熱力學。
經典熱力學特點：
（
1
）線性非平衡態熱力學
翁薩格（Onsager），1968年諾貝爾獎
2 非平衡態熱力學（1930』s）
（
2
）非線性非平衡態熱力學
普里果金（Prigogine），1977年諾貝爾化學獎
Lars Onsager
(1903-1976)
Llya

Prigogine
(1917-2003)
•
工程熱力學
•
有限時間熱力學
•
……
3 現代熱力學
三. 統計物理理論的發展
量子統計理論：

普朗克（
Planck
（
1858~1947
））愛因斯坦
（ Einstein
（
1879~1955
））、玻色、費米、狄拉克等將量子
力學理論與統計理論相結合，建立並完善了量子統計理論。
起源：
氣體分子動理論（
Kinetic Theory of Gases
）
第一個氣體分子動理論模型的提出：
1738
年，由瑞士物理學
家柏努利（
Daniel Bernoulli
）提出。
統計物理系統理論的建立：
奧地利物理學家玻爾茲曼
（
Ludwig Bottzmann， 1844~1906
）、美國科學家吉布斯
（ J. Willard Gibbs，

1839~1903
）等人做了統計物理奠基性
的工作，發展了統計系綜理論，從而
真正開創了統計物理的
系統理論。
吉布斯
(Josiah Willard
Gibbs,1839-1903),
美國
理論物理學家,統計系
綜理論的首創者
柏努利（
Daniel
Bernoulli，1700-
1782)
1
）提出柏努利原理
2
）從氣體粒子碰撞
容器壁的觀點說明壓
強，最早採用數學方
式表述氣體運動論。
麥克斯韋（
James
Clerk Maxwell 1831-
1879)
從事電磁理論、分子
物理學、統計物理
學、光學等方面的研
究，建立的電磁場理
論。

❷ 熱力學是統計物理學嗎

熱力學不是統計物理學，熱力學是用宏觀的方法研究熱現象，統計物理學是用微觀的方法研究熱現象。雖然兩者都是研究熱現象的，但理論體系是完全不一樣派遲知的。
熱力學是一門極其優美的理論，只使用最簡單的數學方法，通過四大基本定塵消律，也就是熱零定律、熱一定律、熱二定律、熱三定律。完全不依靠實驗，僅從四大基本定律推導出旦歲整個理論體系。
統計物理學則要使用復雜的數學方法，還要依靠實驗。

❸ 熱力學中的系統是指什麼

化學熱力學基本概念：拿兄瞎
熱力學中的系統是指我們要研究的內容或對象，是具有一定種類和一定數量的物質。在系統之外塵做又與系統密切相關部分則稱為環境，是與系統有密切聯系的周圍部分（外界）。
系統可分為三類：1，敞開系統（系統與環境間有物質能量交換，例如在燒杯中進行的化學反應）2，封閉系統（系統與環境間只有能量交換，例如一隻玻璃杯裝消空上開水並蓋緊蓋子）3，孤立系統（系統與環境間無物質交換也無能量交換，例如彈式熱量計中的化學反應）

❹ 為什麼要學習熱力學統計物理

你好，
熱力學（thermodynamics）是自然科學的一個分支，主要研究熱量和功之間的轉化關系。熱力學是研究物質的平衡狀態以及與准平衡態，以及狀態發生變化時系統與外界相互作用（包括能量傳遞和轉換）的物理、化學過程的學科。熱力學適用於許多科學領域和工程領域，如發動機，相變，化學反應，甚至黑洞等等。
熱力學，全稱熱動力學，是研究熱現象中物態轉變和能量轉換規律的學科；它著重研究物質的平衡狀態以及與准平衡態的物理、化學過程。
熱力學是熱學理論的一個方面。熱力學主要是從能量轉化的觀點來研究物質的熱性質，它揭示了能量從一種形式轉換為另一種形式時遵從的宏觀規律。熱力學是總結物質的宏觀現象而得到的熱學理論，不涉及物質的微觀結構和微觀粒子的相互作用。因此它是一種唯象的宏觀理論，具有高度的可靠性和普遍性。熱力學三定律是熱力學的基本理論。
定律
第零定律
兩個熱力學系統均與第三個系統處於熱平衡狀態，此兩個系統也必互相處於熱平衡。
熱力學第零定律的重要性在於它給出了溫度的定義和溫度的測量方法。定律中所說的熱力學系統是指由大量分子、逗行余原子組成的物體或物體系。它為建立溫度概念提供了實驗基礎。這個定律反映出：處在同一熱平衡狀態的所有的熱力學系統都具有一個共同的宏觀特徵，這一特徵是由這些互為熱平衡系統的狀態所決定的一個數值相山滾等的狀態函數，這個狀態函數被定義為溫度。而溫度相等是熱平衡之必要的條件。
希望能幫到你帶掘。

❺ 熱力學是什麼

熱力學是熱學理論的一個方面。熱力學主要是從能量轉化的觀點來研究物質的熱性質，它揭示了能量從一種形式轉換為另一種形式時遵從的宏觀規律。

熱力學是總結物質的宏觀現象而得到的熱學理論，不涉及物質的微觀結構和微觀粒子的相互擾豎畝作用。因此它是一種唯象的宏觀理論，具有高度的可靠性和普遍性。

熱力學三定律是熱力學的基本理論。熱力學第緩森一定律反映了能量守恆和轉換時應該遵從的關系，它引進了系統的態函數——內能。熱力學第一定律也可以表述為：第一類永動機是不可能造成的。

熱學中一個重要的基本現象是趨向平衡態，這是一個不可逆過程。例如使溫度不同的兩個物體接觸，最後到達平衡態，兩物體便有相同的溫度。但其逆過程，即具有相同溫度的兩個物體，不會自行回到溫度不同的狀態。

這說明，不可逆過程的初態和終態間，存在著某種物理性質上的差異，終態比初態具有某種優勢。1854年克勞修斯引進一個函數來描述這兩個狀態的差別，1865年他給此函數定名為熵。

1850年，克勞修斯在總結了這類現象後指出：不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化，這就是熱力學第二定律的克氏表述。幾乎同時，開爾文以不同的方式表述了熱力學第二定律的內容。

用熵的概念來表述熱力學第二定律就是：在封閉系統中，熱現象宏觀過程總是向著熵增加的方向進行，當熵到達最大值時，系統到達平衡態。第二定律的數學表述是對過程方向性的簡明表述。

1912年能斯脫提出一個關於低溫現象的定律：用任何方法都不能使系統到達絕對零度。此定律稱為熱力學第三定律。

熱力學的這些基本定律是以大量實驗事實為根據建立起來的，在此基礎上，又引進了三個基本狀態函數：溫度、內能、熵，共同構成了一個完整的熱力學理論體系。此後，為了在各種不同條件下討論系統狀態的熱力學特性，又引進了一些輔助的狀態函數，如焓、亥姆霍茲函數(自由能)、吉布斯函數等。這會帶來運算上的方便，並增加對熱力學狀態某些特性的了解。

從熱力學的基本定律出發，應用這些狀態函數，利用數學推演得到系統平衡態各種特性的相互聯系，是熱力學方法的基本內容。

熱力學理論是普遍性的理論，對一切物質都適用，這是它的優點，但它不能對某種特殊物質的具體性質作出推論。例如討論理想氣體時，需要給出理想氣體的狀態方程；討論電磁物質時，需要補充電磁物質的極化強度和場強的關系等。這樣才能從熱力學的一般關系中，得出某種特定物質的具體知識。

平衡態熱力學的理論已很完善，並有廣泛的應用。但在自然界中，處於非平衡態的熱力學系統(物理的、化學的、生物的)和不可逆的熱力學過程是大量存在的。因此，這方面的研究工作十分重要，並已取得一些重要的進展。

目前，研究非平衡態熱力學的一種理論是在一定條件下，把非平衡態看成是數目眾多的局域平衡態的組合，藉助原有的平衡態的概念描述非平衡態的熱力學系統。並且根據「流」和「力」的函數關系，將非平衡態熱力學劃分為近平衡區(線性區)和纖槐遠離平衡區(非線性區)熱力學。這種理論稱為廣義熱力學，另一種研究非平衡態熱力學的理論是理性熱力學。它是以熱力學第二定律為前提，從一些公理出發，在連續媒質力學中加進熱力學概念而建立起來的理論。它對某些具體問題加以論證，在特殊的彈性物質的應用中取得了一定成果。

非平衡態熱力學領域提供了對不可逆過程宏觀描述的一般綱要。對非平衡態熱力學或者說對不可逆過程熱力學的研究，涉及廣泛存在於自然界中的重要現象，是正在探討的一個領域。如平衡態的熱力學和統計力學的關系一樣，從微觀運動的角度研究非平衡態現象的理論是非平衡態統計力學。

2004-06-20 選自：《物理學簡史》

❻ 熱力學，統計力學包括在力學中嗎

• 熱力學，統計力學不包括在力學中。

• 熱力學是研究熱現象中物質系統在平衡時的性質和建立能量的平衡關系，以及狀態發生變化時系統與外界相互作用(包括能量傳遞和轉換)的學科。

• 統計力學(又叫統計物理學)是研究大量粒子(原子、分子)集合的宏觀運動規律的科學。統計力學運用的是經典力學原理。由於粒子的量大，存在大量的自由度，雖然和經典力學應用同樣的力學規律，但導致性質上完全不同的規律性。不服從純粹力學的描述，而服從統計規律性，用量子力學方法進行計算，得出和用經典力學方法計算相似的結果。從這個角度來看，統計力學的正確名稱應為統計物理學。

❼ 統計熱力學的應用

統計熱力學是宏觀熱力學與量子化學相關聯的橋梁。通過系統粒子的微觀性質（分子質量、分褲昌中子幾何構型、分子內及分子間作用力等），利用分子的配分函數計算胡山系統的宏觀性質。由於熱力學是對大量粒子組成的宏觀系統而言，這決定統計熱力學也是研究大量粒子組成的宏觀系統，對這種大樣本系統，最合適的研究方法就是統計平均方法。

❽ 熱力學理論研究的體系是什麼

你這里的體系是指被研究的對象（即系統）還是指理論體系的框架結構。

如是前者，那就是熱力學系統（由大量微觀粒子構成的宏觀系統）

理論框架則是四個普適的基本定律，尤其是第一和第二定律（邏輯大前提）和具體系統的物態方程（邏輯小前提），通過定伍啟義若乾熱力學函數（常見的是溫度、內能、焓、亥姆霍茲自由能和吉布斯自由能），然後經嚴密邏輯推理，導出熱力學系統各宏觀咐橘啟性質之間的關系或宏觀性質的變化規律。

以上只是簡單衡如歸納，並不很全面。如有不明歡迎追問。

❾ 什麼是統計熱力學其對象和任務是什麼

統計熱力學從粒子的微觀性質及結構數據出發，以粒子遵循的力學定律為理論基礎；用統計的方法推求大量粒子運動的統計平均結果，以得出平衡系統各種宏觀性質的值。

研究對象：大量粒子構成的集合體

研究方法
統計力學的方法,應用幾率規律和力學定律求出大量粒子運動的統計規律。

優點
揭示了體系宏觀現象的微觀本質，可以從分子或原子的光譜數據直接計算體系平衡態的熱力學性質。

缺點
受對物質微觀結構和運動規律認識程度的限制。

統計系統的分類與術語
①粒子(子)：組成系統的分子，原子，離子等的統稱。
②獨立子系統：粒子間相互作用可忽略的系統。如理想氣體，完美晶體。
③相依子系統：粒子間相互作用不能忽略的系統。如真實氣體，液體。
④定域子系統(可辨粒子系統)：粒子有固定的平衡位置，運動是定域的；如固體。
⑤離域子系統(全同粒子系統)：粒子處於混亂的運動中，無法分別，粒子彼此是等同的。如：氣體，液體。

❿ 什麼是熱力學系統

熱力學系統是指由大量微觀粒子組成，並與其周圍環境以任意方式相互作用著的宏觀客體。熱力學的研究對象，簡稱系統，或熱力系、熱力系統。它不僅是宏觀的，而且是有限的。熱力系與環境之間的界限稱為分界面。分界敏明可以是真實的或虛擬的 ，固定的或移動的。一般把系統的周圍環亮野境稱為系統的外界或簡稱外界。
根據系統與外界相互作用的情況可對系統進行分類：與外界沒有任何相互作用的系統稱為孤立系統；與外界有能量交換但沒有物質交換的系統稱敬拿喊為封閉系統，簡稱閉系；與外界既有能量交換又有物質交換的系統稱為開放系統，簡稱開系。還可以根據組成系統的物質的化學性質對系統進行分類：由一種化學純的物質構成的熱力學系統稱為單元系，因為它只含有一種化學組分，也就是只有一種分子；由兩種或兩種以上的化學組分構成的系統稱為多元系。也可根據系統各部分的性質對系統定義：各部分的所有性質完全一樣的系統稱為均勻系，又稱單相系 ；當系統的各部分的性質有差異時，稱此種系統為非均勻系；如果整個系統是不均勻的，但可分成若干個均勻的部分，則稱為復相系（見相和相變）。
嚴格意義上的封閉系統、孤立系統在自然界是不存在的。它們作為特定的分析對象而被引用只是一種近似，其目的是使問題在研究時得以簡化。