热力学

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热力学

热力学（英語：thermodynamics）是从18世纪末期发展起来的物理学理论，主要是研究功与热之间的能量转换。在此功定义为力与位移的内积；而热则定义为在热力系统边界中，由温度之差所造成的能量传递。两者都不是存在于热力系统内的性质，而是在热力过程中所产生的。

依照研究特性可分為兩大類：

• 在物質能量轉換過程不探討個別分子特性的科學，稱之為古典熱力學（classical thermodynamics）；
• 在物質能量轉換過程探討個別分子特性的科學，則稱之為統計熱力學（statistical thermodynamics）。

四大定律

• 热力学第零定律（又稱熱平衡定律）：只要A和B同時與C處於熱平衡，則A和B處於熱平衡狀態。
  • 數學式：若$T_{A}=T_{C}$且$T_{B}=T_{C}$，則$T_{A}=T_{B}$。
• 热力学第一定律（又稱能量守恆定律）：能量守恒定律的一种特殊形式——能量不能被凭空创造，也不会凭空消失。
• 热力学第二定律：所有的自然过程都增加熵（entropy）；简而言之，热不能自发的从冷处转到热处，任何高温的物体在不受热的情况下，都会逐渐冷却。
  • 主要有兩種假說：克勞休斯假說（Clausius hyperthesis）與凱文-普朗克假說（Kelvin-Planck hyperthesis）。
• 热力学第三定律：當物體處在絕對零度時，則所處之處熵值為零。
  • 數學式：若$T=0$，則$S=0$。

温度测量

温度是表征物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。表示物体温度的标准叫温标。常用的有摄氏温标（°C)、华氏温标（°F），而国际单位制中的热力学温度单位为开尔文（K），一般用于天体和原子运动。

通常开尔文与摄氏温标的关系为$T(\mathrm {K} )=t(^{\circ }\mathrm {C} )+273.15$。