工程热力学（第二版）

绪论

及时节 热力学的研究对象及研究方法

热力学是研究能量属性及其转换规律以及工质热力性质及其变化规律的科学，研究的目的是为了掌握和应用这些规律，充分合理地利用能量。

对热力学的研究，有宏观的方法和微观的方法，分别称为经典热力学及统计热力学。

经典热力学把物质看作是连续体，它以宏观的物理量来描述大量粒子的群体行为，并用宏观的唯象方法进行研究。通过对大量的热力现象的观察和实验，从中总结归纳出热力学的基本定律，并用严密的逻辑推理及数学论证的方法，进一步演绎出热力学的一系列重要结论。热力学基本定律不能从其他的基本定律来导得，它是直接从长期的大量的实践经验中总结出来的，本身就是最基本的定律。热力学基本定律的正确性，已经被无一例外的违背实例所证实。建立在这些基本定律基础上的热力学重要结论，同样具有高度的性和普遍适用性。

统计热力学则从物质的微观结构出发，根据有关物质内部微观结构的基本假设，利用量子力学关于微粒运动规律的有关结论以及统计力学的分析方法，来研究物质的热力性质及能量转换的客观规律。由于统计热力学深人到物质内部的微观结构，它可以说明宏观物理量的微观机理；也能够说明热力学基本定律及宏观热力现象的物理本质。但是，由于对微观结构的假设条件的近似性，使统计热力学的结果有时与实际不尽相符。

经典热力学与统计热力学是关系非常密切而又各自独立的两门学科，它们之间不能互相替代，都有独立存在的价值。在对热力现象的研究上，它们能起到相辅相成、殊途同归的作用。实际上，在一定宏观条件下大量粒子的群体行为(如压力、温度、能量及熵等宏观参数)，就是物质内部粒子微观运动状态的统计平均值。因此，如果将这两种不同的研究方法应用于同一个系统，应当得出相同的结论。经典热力学得出的普遍而的结果，可以用来检验微观理论的正确性；统计热力学的分析则可以深入热现象的本质，使宏观的理论获得更为深刻的物理意义。

工程热力学是将经典热力学的基本原理与工程的实际应用密切结合起来，而发展成的一门基础性的应用学科。由于热现象的普遍性及能量对社会发展的重要性，使热力学理论的应用领域日益广阔，并已经在许多科技领域中发挥着积极的作用。长期以来，工程热力学作为一门重要的基础技术课程，在各类专业人才的培养中发挥了重要的作用。

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