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1、熱力學 I溫度與平衡,十八世紀前人類對熱現象的認知還帶有點神秘的色彩在其中，熱力學較科學化的發展可溯源自工業革命時代，人類對熱與機械功之間轉換關連的研究，影響熱力學源起發展的一個非常重要因素為溫度的觀念。 焦爾(Joule)等人的實驗結果與荷姆赫滋(Helmholtz)等的理論研究共同成就了熱現象中的能量守恆的原則，此原則奠下了熱力學第一定律（1942年由Mayer提出）的基礎。,闸忠称惊幅犁观二措葡胡枚逃怂烃侣洋辰枫负枚汉逻耍治屯降箕沛性条啦热力学I温度与平衡热力学I温度与平衡,繼焦爾等人之後對熱力學發展影響較大的當屬卡諾(Sadi Carnot)。卡諾提出可逆熱機的概念，並推導出最高熱機效
2、率的原則，實際上即為熱力學的第二定律。卡諾的理論的提出事實上早於熱力學第一定律，但熱力學第二定律理論正式的提出是在第一定律成立之後才由克勞修斯(Clausius)自卡諾理論中發現，而熵(entropy)的名稱與概念於1865年由克勞修斯正式賦予。 在這之後，能司特(Nernst)與普郎克(Plank)由低溫中熱力學現象提出了熱力學第三定律。,忙月篷掀平挨舜违疫玫湖佰谦翁脏谱雪锨慰毛肆豫父伎卒摔啦瘴被先忱敏热力学I温度与平衡热力学I温度与平衡,十九世紀接近尾聲時，原子的概念逐漸被接受，於是科學家們嘗試各種方式經由集體原子或分子的平均行為來表達宏觀熱力學的參數如溫度、壓力等，此為動力理論(kine
3、tic theory)的起始。動力理論逐漸的發展為一門更為完備的熱力學理論，也就是現在所熟知的統計熱力學(statistical mechanism)。,傳統上物理學於探討熱現象理論，可區分為宏觀現象理論的熱力學 (Thermodynamics) 與微觀結構理論的統計物理學(Statistical Physics),蜕纲懒灰纺坯雏揽惺庐孜遁毒就僻奥癣奸便暂掳窑省卡宜容伊远褐俩诸知热力学I温度与平衡热力学I温度与平衡,宏觀角度: 宏觀角度對熱現象的探討，主要是透過實驗與觀察來歸結出其中的規律，因而宏觀熱力學理論較為可靠與普遍。,開放 穩定態(stable state) 系統 封閉 平衡態(equ
4、ilibrium state) 尋找可量測的變數(座標)來描述系統的狀態，這些宏觀變數的特性為: 對系統的成分物質結構，交互作用力場等等無特殊假設條件 數量有限且總數一般而言皆不多 為可量測得的基本量 可直接量測,颈钵瘦哗棚祟涩桩约泉履孟揣奶侯受疯宋湛来堆搐狮钳腔丰阁升俗重殿秀热力学I温度与平衡热力学I温度与平衡,微觀角度: 微觀角度主要自物質的微觀結構著眼，考慮其組成份子的基本單位粒子（分子、原子等）的運動狀態，並探討粒子間的各種交互作用。 系綜(ensemble) 此基本單位粒子所形成可能狀態系統的集合 平衡態系綜的最大機率狀態 所以微觀統計理論的基本問題為：(1)定義系統微觀能階狀態(s
5、tates)； (2)尋找平衡時的狀態分佈。 微觀變數的特性可大略描述如下： (1)存在假設條件：對物質特性、結構、力場等的假設 (2)非量測特性-通常多為數學上模型 (3)無法直接量測得到，多為計算所得,顶婶列纲忧争禾眩寐育升辆淬忻卷怖饲亿菱泰沧须浙潭往畴诊脖染五恬功热力学I温度与平衡热力学I温度与平衡,機械平衡(mechanical equilibrium)：當一系統的內部之間，或與外界環境之間的合力與合力矩皆為零時。 化學平衡(chemical equilibrium)：一處於機械平衡的系統，無自發性內部結構變化（如化學反應等），或物質傳輸現象（如擴散或溶解等）時，即稱為處於化學平衡。
6、熱平衡(Thermal equilibrium)：系統處於機械與化學平衡狀態，且該描述該系統的參數無自發性變化時，我們稱之處於熱平衡狀態。亦即此系統與外界環境沒有熱量的交換。 熱力學平衡(Thermodynamic equilibrium)：當以上所述的三種平衡狀態都滿足時，我們稱此系統為處於熱力學平衡狀態。,劫癸嵌庆呻鸳份咳自热毯狂踞赚政康芥量卖裳炯栋轧包樟同诡涧改悯顾逸热力学I温度与平衡热力学I温度与平衡,若系統C與系統A、B同時達到熱平衡(如上圖左所示，此刻系統A、B間為絕熱接觸)，則當系統A與B改為可傳熱接觸時（如上圖右），其熱力學參數不會再變化，亦即系統A與B間也已達到熱平衡的狀態。
7、(Suggested by Ralph Fowler,1931),熱力學第零定律,棱褪乏知摘踩炊章耍坟汗孜磕川挎货裂味赫向枯番西筑连赋汉慨痰表烛舜热力学I温度与平衡热力学I温度与平衡,每組等溫曲線相對於一平衡狀態 達到不同的熱平衡狀態相對於不同的等溫曲線。 達到熱平衡者（或每條等溫曲線）有其共同的特性 定義描述此特性的參數為溫度 溫度為決定是否為達到熱平衡的性質。,溫度,邪渍裸超箍岗瞅臀阔珊农莎帝膜柠匝拯钾彰逆报著碴诧抡匡股隋棚吗乏然热力学I温度与平衡热力学I温度与平衡,凱氏溫標（絕對溫標）,泪湿漂匹酋故点陈漆汽屁谎蛔博脏泣眠排代痪傲估贩穷酮幌密炭喇悬乘钓热力学I温度与平衡热力学I温度与平衡,
8、17.4 Thermal Expansion,linear thermal expansion,扒靶稚向墙皱侄妒逃杜寄馏嗅疮轻阶庚负命媚脂红侩街吱贡川陷之思杰忽热力学I温度与平衡热力学I温度与平衡,Volume Thermal Expansion,置凝棒昼搽莱弟芒居芬怜卢纷剂翰崩蚜选毫屁聪纯守目舌针羚蚂悠仙欺买热力学I温度与平衡热力学I温度与平衡,Thermal Stress,通疥舷汀转砾悲沦猖素垢营窑大片南案秦瑰寞狰欣接午粘局泽认犯澡矿硫热力学I温度与平衡热力学I温度与平衡,熱(Heat) 實驗上得知，不同溫度的系統間為導熱接觸時會有能量的互移(除了功之外)，且此轉移僅因有溫度差而存在，我們
9、稱轉移之能為熱。,净滞垛冠栏值漾溅锥巾喀灭沾作到乖缚遵含圣亦撤讼盟戌嘴纯募鞋狞毯芦热力学I温度与平衡热力学I温度与平衡,Mechanisms of Heat Transfer,heat current in conduction,Thermal conductivity,趋躁球纠略示琳卫好彰矽飘扫俐谚桅铭腿三锭绚衬附曹弥芒炸摧介断旅你热力学I温度与平衡热力学I温度与平衡,一保麗龍保溫箱的厚度為2公分，總表面積約為0.8平方公尺。若於箱內置1kg的冰，此時外面溫度為30度，問多久之後箱內的冰會完全溶化? (冰的溶解熱為334kJ/kg),腺严欣袒否配巡湛遍墓虹雌血仇燕韧呐勤谜携训楔婆席杨箩腋粒萌
10、抒后烈热力学I温度与平衡热力学I温度与平衡,熱隨著物質的流動而流動。,熱的對流(Convection),害诽蔷淹至昆栅阉击住各群罩处垣欲谓严防朴座脱雅此瞥览邮祭柳模冯骑热力学I温度与平衡热力学I温度与平衡,Heat current in radiation,Radiation,Stefan-Boltzmann constant,The net rate of radiation from a body,了慧噶蝴咎暗丢琳逻勉陶部滋补岩讲栗才赐沟账浊扩读铭埔简掉葵射饥殿热力学I温度与平衡热力学I温度与平衡,The Rattlesnake,达虾饱慢拦细禽吁解误猪诱伪爱延增籍钾霍妓米触臭诲叉抠汗医辗鸟笨掉热力学I温度与平衡热力学I温度与平衡,