热力学指南

热力学
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基础知识

热力学是一门物理科学，描述了当系统相互作用或与环境相互作用时系统是如何变化的。这些相互作用是通过能量传递发生的，可以在宏观尺度上通过温度、压力和体积的变化进行研究，也可以在微观尺度上通过统计方法分析粒子的集体运动进行研究。

19世纪初，由于需要提高蒸汽机的效率，该领域首次得到发展。被称为“热力学之父”的法国著名物理学家尼古拉斯·Léonard·萨迪·卡诺(1824年)是第一个从科学的角度研究热机的人，他通过著名的卡诺循环为热力学第二定律奠定了基础。

物理和化学的其他领域也使用热力学原理，包括化学和机械工程、航空航天工程、生物医学工程、材料科学，甚至经济学。访问这些链接来了解热力学的基本原理:

变量与热力学过程

在检查了基础之后，我们介绍了一系列的热力学过程，这些过程涉及到除一个之外的所有系统状态变量(温度、体积、压力)的变化。例如，等温过程(波义耳定律)发生在温度恒定时，等压过程(查理定律)发生在压力恒定时，等容过程(盖吕萨克定律)发生在体积稳定时。还有其他的过程，比如绝热过程，等熵过程，等焓过程等等。所有这些都是在一个给定的热力学系统和它的环境之间的热和功的交换中发生的。

在下面的文章中发现更多关于过程和术语，如能量、热量、熵和焓:

四原则或法则

这一领域涉及到四组定律，它们的主要作用是定义温度、热量、能量和熵的物理量，并描述在热力学系统中能量作为热和功的传递是如何发生的。

这四个定律概括了所有重要的热力学原理，并可以以各种形式表达出来。它们被称为热力学的第零、第一、第二和第三定律，被认为是基本的物理定律，也适用于其他自然科学。

要了解更多的细节，请参见与各定律相关的文章，了解更多关于熵的知识，熵是由第三定律引入的物理量:

周期和引擎

热力学循环只不过是一个连续的热力学过程，它在一个给定的系统和它的环境之间传递热量和功。上述任何一种过程的组合形成一个循环，按照前面提到的四个定律工作。它们的重要性在于它们实际上是热机功能的基础。最简单和著名的是卡诺循环、爱立信循环、奥托循环和迪塞尔循环:

应用程序

除了作为重要的理论工具，热力学原理自19世纪初以来已被科学家广泛应用。许多技术奇迹和日常家电都是基于以下原则:内燃机和喷气发动机(汽车、摩托车、卡车、轮船、飞机)，空气和气体压缩机、鼓风机、风扇、热交换器、蒸发器、冷凝器、空调系统、散热器、冷却器、加热器、温度计、冰箱等等。

这里将更详细地描述其中的一些应用:

最后考虑

如前所述，除了研究系统与其环境的相互作用的理论外，该场还提供了第一蒸汽机或热机的运行原理。但是，热力学可以提供更多的东西。自然界、生物系统、生态系统和宇宙本身的各种现象都可以在这里找到一些有趣的解释。

热力学是一个非常有前途的领域，它仍在发展中;它应该继续为我们提供科学，自然，甚至我们自己的生活的新视角。

参考文献