用宏观量描述系统
热力学用温度、压强、体积和内能等宏观量描述系统,不必逐一追踪每个分子的运动。讨论气体、液体或固体的变化时,还需要说明系统能否交换物质和能量,以及初态、终态和外部条件,才能比较不同过程。
参考:[1]
第一定律与能量收支
第一定律规定内能变化与输入的热、系统所做的功之间的关系。加热气体不一定只提高温度,也可能使它膨胀并做功。内能变化只取决于初态与终态,但沿途传递多少热、完成多少功,可以随具体过程而不同。
参考:[1]
第二定律与热机
能量守恒本身并不能判定所有过程能否自发发生。第二定律限制热流方向和热机效率:循环工作的机器不能只从单一热源吸热,就把这些热全部变成功而不产生其他影响。制冷机把热从冷处移往热处时,也需要外部作用。
参考:[2]
熵与统计描述
熵把不可逆性纳入定量描述,孤立系统中的自发不可逆过程伴随总熵增加。局部系统通过与环境交换能量,熵可以减少。统计物理进一步从微观状态理解宏观规律,因此“总能量还在”与“能否全部用来做功”并不是等价判断。