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29 关系: 压强，吉布斯能，大位能，密度，亥姆霍兹自由能，化学势，内能，內含及外延性質，共軛變數 (熱力學)，粒子數，热力学，焓，熱，熱力學狀態，熱容，熱導率，熵，過程函數，體積 (熱力學)，质量，蒸氣量，逸度，比容，比熱容，氣體常數，活性度，温度，海拔，无量纲量。
- 物理學列表
压强
生在兩個物體接觸表面、垂直於該表面的作用力，亦可稱為壓力。通常來說，在液壓、氣動或大氣層等領域中提到的「壓力」指的實際上是壓强，即在数值上等於接觸表面上每單位面積所受壓力。 壓強是分布在特定作用面上之力與該面積的比值。換句話說，是作用在與物體表面垂直方向上的每單位面積的力的大小。計式壓強是相較於該地之大氣壓的壓強。雖然壓強可用任意之力單位與面積單位進行測量，但是壓強的國際標準單位（每單位平方公尺的牛頓）也被稱作帕斯卡。 一般以英文字母「p」表示。压力與力和--積的關係如下： 其中.
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吉布斯能
約西亞·吉布斯 在热力学裏，吉布斯能（Gibbs能），又称吉布斯自由能、吉布斯函数、自由焓，常用英文字母「G」標記。吉布斯能是國際化學聯會建議採用的名稱。吉布斯能是描述系統的熱力性質的一種熱力勢，定義為 其中，U是系统的内能，T是絕對温度，S是熵，p是压强，V是体积，H是焓。 假設在等温等压狀況下，一個熱力系統從良好定義初態變換到良好定義終態，則其吉布斯能減少量必定大於或等於其所做的非體積功；假若這變換是可逆過程，則其吉布斯能減少量等於其所做的非體積功。所以，這熱力系統所能做的最大非體積功是其吉布斯減少量。 在等溫等壓狀況下，一個熱力過程具有的必需條件為，吉布斯能隨著過程的演化而減小。這意味著，平衡系統的吉布斯能是最小值；在平衡點，吉布斯能對於其它自變量的導數為零。 吉布斯能可以用來評估一個反應是否具有自發性，它可以用來估算一個熱力系統可以做出多少非體積功。當應用熱力學於化學領域時，吉布斯能是最常用到與最有用的物理量之一。吉布斯能是為紀念美國物理學者約西亞·吉布斯而命名。J.W.
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大位能
#重定向 巨热力学势.
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密度
3 | symbols.
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亥姆霍兹自由能
亥姆霍兹自由能（在物理学中也常直接简称为自由能），是一个重要的热力学参数，常用F或A表示，它的定义是： 其中U是系统的内能，T是温度，S是熵。 自由能的微分形式是： 其中P是压强，V是体积，μ是化学势。 自由能可以被理解成是系统内能的一部分，这部分在可逆等温过程中被转化成功。在粒子数不变的等温过程中，系统对外界所做的功一定只能小于或者等于其自由能的减少，也就是说，系统自由能的减少就是等温过程中系统对外界所做的最大功。这就是最大功定理。数学表示是： 如果是等温等容过程，W.
化学势
在热力学中，某种物质的化学势指的是，在化学反应或者相变中，此物质的粒子数发生改变时所吸收或放出的能量。在混合物中的某种物质的化学势定义为此热力学系统的吉布斯自由能对此物质粒子数的变化率，即偏导数（其他物质的粒子数及其他系统参数保持不变）。当温度和压强固定时，化学势也被称作偏摩尔吉布斯自由能，或者摩尔化学势。在化学平衡或相平衡状态下，自由能处于极小值，各种物质的化学势与化学计量系数乘积之加和为零。 在半导体物理中，零温电子系统的化学势被称为费米能。.
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内能
在熱力學裡，內能（internal energy）是熱力學系統內兩個具狀態變數之基本狀態函數的其中一個函數。內能是指系統所含有的能量，但不包含因外部力場而產生的系統整體之動能與位能。內能會因系統能量的增損而隨之改變。 系統的內能可能因(1)對系統加熱、(2)對系統作，或(3)添加或移除物質而改變。當系統內有不可穿透的牆阻止物質傳遞時，該系統稱之為「封閉系統」。如此一來，熱力學第一定律描述，內能的增加會等於增加的熱量加上環境對該系統所作的功。若該系統周圍的牆不能傳遞物質與能量，則該系統稱之為「孤立系統」，且其內能會維持定值。 一系統內給定狀態下的內能不能被直接量測。給定狀態下的內能可由一已給定其內能參考值之參考狀態開始，經過一連串及熱力學過程，以達到該給定狀態來決定其值。這一連串的操作及過程，理論上可使用該系統的某些外延狀態變數來描述，亦即該系統的熵 S、容量 V 及莫耳數 。內能 是這些變數的函數。有時，該函數還能再附加上其他的外延狀態變數，如電偶極矩。就熱力學及工程學上的實際用途來看，一般很少需要考慮一個系統的所有內含能量，如質量所含有的等價能量。一般而言，只有與研究的系統及程序有關的部分才會被包含進來。熱力學一般只在意內能的「變化量」。 內能是一系統內的狀態函數，因為其值僅取決於該系統的目前狀態，而與達到此一狀態所採之途徑或過程無關。內能是個外延物理量。內能是個基本熱動力位能。使用勒壤得轉換，可從內能開始，在數學上建構出其他的熱動力位能。這些函數的狀態變數，部分外延變數會被其共軛內含變數所取代。因為僅是將外延變數由內含變數所取代並無法得出其他熱動力位能，所以勒壤得轉換是必要的。熱力學系統的另一個基本狀態函數為該系統的熵 ，是個除熵 S 這個狀態變數被內能 U 所取代外，具有相同狀態變數之狀態函數。 雖然內能是個宏觀物理量，內能也可在微觀層面上由兩個假設的量來解釋。一個是系統內粒子的微觀運動（平移、旋轉、振動）所產生的微觀動能。另一個是與粒子間的化學鍵及組成物質的靜止質量能量等微觀力有關之位能。在微觀的量與系統因作功、加熱或物質轉移而產生之能量增損的量之間，並不存在一個簡單的普遍關係。 能量的國際單位為焦耳（J）。有時使用單位質量（公斤）的內能（稱之為「比內能」）會比較方便。比內能的國際單位為 J/kg。若比內能以物質數量（莫耳）的單位來表示，則稱之為「莫耳內能」，且該單位為 J/mol。 從統計力學的觀點來看，內能等於系統總能量的。.
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內含及外延性質
在物理學中，內含性質（intensive property）是指系統中不隨系統大小或系統中物質多少而改變的物理性质 Engineering Thermodynamics p.19, M. David Burghardt, James A. Harbach, Harper Collins 1992, 0-06-041049-3，內含性質是的物理量。 相反的，外延性質（extensive property）是指系統中會和系統大小或系統中物質多少成比例改變的物理性质，二個個別獨立，不相關的系統，其外延性質有加成性，個別系統外延性質的和就是總系統的外延性質 Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry (3rd edn.
共軛變數 (熱力學)
Category:热力学 在熱力學中，系統的內能可以由幾組共軛變數的乘積來表示，例如溫度/熵或壓力/體積等。溫度和熵二者互為共軛變數，壓力和體積二者也互為共軛變數。除內能外，其他的熱力學勢也可以用共軛變數的乘積來表示。 在力學系統中，能量的微量變化可以表示為力和微量位移的乘積。在熱力學中也有類似的情形，熱力學中能量的變化可表示為幾個（不平衡的）廣義力和其產生的廣義位移的乘積，廣義力和廣義位移稱為共軛變數，兩者的乘積就是能量。熱力學中的廣義力恆為內含性質，而廣義位移恆為外延性質。廣義力是在其他外延性質不變的條件下，內能對廣義位移的微分。 熱力學勢及共軛變數之間的關係可以用來表示。 以下列出熱力學中的共軛變數及其對應的國際單位制單位： 若一個系統有幾種不同的粒子所組成，其內能的變化可以用下式來描述：.
粒子數
粒子數是熱力學系統中的一個參數，常規用字母N表示，是該系統中的組成粒子數量。粒子數是熱力學中的一個基本參數，是與化學勢共軛的參數。不同於大多數的物理量，粒子數是一個無因次量。它是一個廣泛參數，其重要性是與系統的大小成正比，因此只有使用於封閉系統內才有意義。 一個組成粒子是一種在過程複雜的能量的尺度k·T上不能破碎的小塊，此處的K是波茲曼常數，T是溫度。例如，對於一個包含水蒸氣與活塞的熱力學系統，組成粒子是在系統內水分子的數量。有意義的組成粒子，因而粒子數是與溫度相關聯的。.
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热力学
热力学，全稱熱動力學（thermodynamique，Thermodynamik，thermodynamics，源於古希腊语θερμός及δύναμις）是研究热现象中物态转变和能量转换规律的学科；它着重研究物质的平衡状态以及与準平衡态的物理、化学过程。热力学定義許多巨觀的物理量（像溫度、內能、熵、壓強等），描述各物理量之間的關係。热力学描述數量非常多的微觀粒子的平均行為，其定律可以用統計力學推導而得。 熱力學可以總結為四條定律。 熱力學第零定律定義了温度這一物理量，指出了相互接觸的两个系統，熱流的方向。 熱力學第一定律指出内能這一物理量的存在，並且與系統整體運動的動能和系統与與環境相互作用的位能是不同的，區分出熱與功的轉換。 熱力學第二定律涉及的物理量是温度和熵。熵是研究不可逆过程引入的物理量，表征系統通過熱力學過程向外界最多可以做多少熱力學功。 熱力學第三定律認為，不可能透過有限過程使系統冷却到絕對零度。 熱力學可以應用在許多科學及工程的領域中，例如：引擎、相變化、化學反應、輸運現象甚至是黑洞。熱力學計算的結果不但對物理的其他領域很重要，對航空工程、航海工程、車輛工程、機械工程、細胞生物學、生物醫學工程、化學、化學工程及材料科學等科學技術領域也很重要，甚至也可以應用在經濟學中。 热力学是从18世纪末期发展起来的理论，主要是研究功與热量之間的能量轉換；在此功定義為力與位移的內積；而熱則定義為在熱力系統邊界中，由溫度之差所造成的能量傳遞。兩者都不是存在於熱力系統內的性質，而是在熱力過程中所產生的。 熱力學的研究一開始是為了提昇蒸汽引擎的效率，早期尼古拉·卡諾有許多的貢獻，他認為若引擎效率提昇，法國有可能贏得拿破崙戰爭。出生於愛爾蘭的英國科學家開爾文在1854年首次提出了熱力學明確的定義： 一開始熱力學研究關注在熱機中工質（如蒸氣）的熱力學性質，後來延伸到化学过程中的能量轉移，例如在1840年科學家杰迈因·亨利·盖斯提出，有關化學反應的能量轉移的研究。化學熱力學中研究熵對化學反應的影響Gibbs, Willard, J.
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焓
焓（enthalpy，读音ㄏㄢˊ|hán）是一个热力学系统中的能量参数。规定由字母H表示（H来自于英语Heat Capacity（热容）一词），单位為焦耳（J）。此外在化学和技术文献中，摩尔焓Hm（单位：千焦/摩尔，kJ/mol）和质量焓（或比焓）h（单位：千焦/千克，kJ/kg）也非常重要，它们分别描述了焓在单位物质的量和单位质量上的定义。 焓是内能和体积的勒让德变换。它是SpN总合的热势能。.
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熱
熱可以指：.
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熱力學狀態
熱力學狀態（Thermodynamic state）是指一組描述熱力學系統的狀態。個別的參數一般會稱為狀態變數、狀態參數或是熱力學變數。只要一熱力學系統中有足夠多的已知狀態，其他的狀態就已被確定，而所需要的狀態數量視系統複雜程度而定。 例如一封閉簡單系統，其中有二公升的氧氣，壓力為一大氣壓，此即為此系統的熱力學狀態，其他的狀態變數 （溫度、熵、內能）等都已被確定。.
熱容
#重定向 熱容量.
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熱導率
热导率k是指材料直接传导热能的能力，或称热传导率。热导率定义为单位截面、长度的材料在单位温差下和单位时间内直接传导的熱能。热导率的单位为瓦米-1开尔文-1 W \over\ m K。 热导率k.
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熵
化學及热力学中所谓熵（entropy），是一種測量在動力學方面不能做功的能量總數，也就是當總體的熵增加，其做功能力也下降，熵的量度正是能量退化的指標。熵亦被用於計算一個系統中的失序現象，也就是計算該系統混亂的程度。熵是一个描述系统状态的函数，但是经常用熵的参考值和变化量进行分析比较，它在控制论、概率论、数论、天体物理、生命科学等领域都有重要应用，在不同的学科中也有引申出的更为具体的定义，是各领域十分重要的参量。.
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過程函數
熱力學中的過程函數（process function）是指描述系統狀態變化過程的物理量。像功、熱等都是過程函數。 過程函數不只是和起初和最終的狀態有關，過程函數也和中間經過的路徑有關，此特性和狀態函數不同，狀態函數的數值只和起初和最終的狀態有關，和中間的路徑無關。.
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體積 (熱力學)
熱力學系統的體積是在描述熱力學狀態時，重要的外延性質。比容是對應的內含性質，是單位質量的體積。體積為一狀態函數，和其他熱力學性質（如壓力、溫度）之間有相互關係。例如理想氣體的體積就可以依理想氣體定律，用壓力及溫度來表示。 一系統的體積可能與分析系統所用的控制體積重合，但也可能不重合。.
质量
在日常生活中的“重量”常常被用來表示“質量”，但是在科学上，这两个词表示物质不同的属性（参见质量对重量）。 在物理上，质量通常指物质在以下的三个实验上证明等价的属性之一：.
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蒸氣量
蒸氣量（vapor quality）也稱為蒸氣乾度，是一熱力學的性質，可量化描述蒸氣可產生機械能的能力，流體中的蒸氣量定義為蒸氣質量佔總質量的比例。飽和蒸氣的蒸氣量為100%，飽和液體的蒸氣量為0%。例如在分析郎肯循環時就需要根據工作流體的蒸氣量來進行細步的分析。 蒸氣量為一內含性質，可以和其他內含性質一起描述一熱力學系統中工作流體的熱力學狀態。蒸氣量只能定義在有不同相態混合的熱力學系統，其他的熱力學系統（例如壓縮液體或是過熱流體）中蒸氣量沒有意義。 蒸氣量的符號為\chi，可以用蒸氣質量除以總混合物的質量來求得： 其中m表示質量。.
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逸度
逸度（英语：Fugacity）在化学热力学中表示实际气体的有效压力，用 f 表示。它等于相同条件下具有相同化学势的理想气体的压强。在与化学势有关的描述理想气体性质的热力学式子中用逸度代替活度，即可得到相应的描述实际气体性质的关系式。例如 0°C 下 100个大气压的氮气的逸度为 97.03 个大气压，这意味着它与 97.03 个大气压下的氮气理想气体有着相同的化学势。逸度可以通过实验测定，也可以用范德华气体模型估算。逸度与压强的比值称为逸度系数 \phi \,，它是无量纲量。如下式所示。 \phi.
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比容
比容（specific volume，\nu）是某單位質量的特定物質所佔的體積。比容是一物質的內含性質，配合其他內含性質就可以描述一簡單熱力學系統的狀態。使用比容也可以在不需得知系統實際工作體積（可能是實際體積難以量測或是不重要）的條件下，分析一個熱力學系統。 一物質的比容是其密度的倒數，比容的單位可表示為 \frac 、 \frac 、 \frac 或 \frac ： 其中V為體積，m為質量，\rho為物質的密度。 對於理想氣體而言 其中 為個別氣體常數，T為絕對溫標下的溫度，而P為氣體的壓力。 有時比容是指莫耳體積。.
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比熱容
比熱容（Specific Heat Capacity，符號c），簡稱比熱，亦稱比熱容量，是熱力學中常用的一个物理量，表示物体吸热或散热能力。比热容越大，物体的吸热或散热能力越弱。它指單位質量的某種物質升高或下降單位温度所吸收或放出的熱量。其國際單位制中的單位是焦耳每千克開爾文，即令1公斤的物質的溫度上升1开尔文所需的能量。根據此定理，最基本便可得出以下公式： m是质量，单位千克（kg）。 ΔT是温度变化，单位开尔文（K）。 當比熱容越大，該物質便需要更多熱能加熱。以水和油為例，水和油的比熱容分別约为4200 J/(kg·K)和2000 J/(kg·K)，即把水加熱的熱能是油的約2.1倍。若以相同的熱能分別把水和油加熱的話，油的温升將比水的温升大。 比熱容的符號是c，必須為小写，而大写C則為熱容的符號。以水為例，一千克（kg）重的水需要4200焦耳（J）來加熱一开尔文（K）。根據比熱容，便可得出： 比热容在国际单位制中的单位为焦耳每千克开尔文。也可读作焦每千克开、焦耳每千克凯尔文、焦耳每公斤克耳文等。写作J/(kg · K)。焦耳每千克摄氏度与焦耳每千克开尔文在数值上等同。.
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氣體常數
氣體常數（又稱理想氣體常數、普适氣體常數，符號為R）是一個在物態方程式中連繫各個熱力學函數的物理常數。.
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活性度
化学中，活度（Activity）即某物质的“有效浓度”，或称为物质的“有效莫爾分率”。此概念由吉尔伯特·牛顿·路易斯首先提出。 将理想混合物中组分i的化学势表示式中的莫爾分率（xi）替换为活度（ai），便可得到真实混合物中组分i的化学势，见下： 理想情况下xi与ai相等。 活度系数（ri，或称“活度因子”）则按下式定义，相当于真实混合物中i偏离理想情况的程度： 粗略的计算常用浓度来代替活度，但在精确的溶液酸度、离子强度以及速率常数、平衡常数等众多计算中都应该使用活度。在溶液中，由于单个离子的活度系数无法从实验得到，一般取电解质两种离子活度系数的平均值，称为“平均活度系数”。平均活度系数通常可从化学手册中查到。一般地讲，溶液越浓，离子电荷越高，温度越高，溶液偏离理想溶液的程度就越大，活度系数越小，活度与浓度的差距就会增大。反之亦然。 下表中列出了氯化钠溶液在不同温度和不同浓度下的活度系数。注意活度系数是无量纲的物理量。.
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温度
温度是表示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。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。溫度理論上的高極點是「普朗克溫度」，而理論上的低極點則是「絕對零度」。「普朗克溫度」和「絕對零度」都是無法通过有限步骤達到的。目前国际上用得较多的温标有摄氏温标（°C）、华氏温标（°F） 、热力学温标（K）和国际实用温标。 温度是物体内分子间平均动能的一种表现形式。值得注意的是，少數幾個分子甚至是一個分子構成的系統，由於缺乏統計的數量要求，是沒有溫度的意義的。 溫度出現在各種自然科學的領域中，包括物理、地質學、化學、大氣科學及生物學等。像在物理中，二物體的熱平衡是由其溫度而決定，溫度也會造成固體的熱漲冷縮，溫度也是熱力學的重要參數之一。在地質學中，岩漿冷卻後形成的火成岩是岩石的三種來源之一，在化學中，溫度會影響反應速率及化學平衡。大气层中气体的温度是气温（Atmospheric temperature），是氣象學常用名词。它直接受日射所影響：日射越多，氣温越高。 溫度也會影響生物體內許多的反應，恒温动物會調節自身體溫，若體溫升高即為發熱，是一種醫學症狀。生物體也會感覺溫度的冷熱，但感受到的溫度受風寒效應影響，因此也會和周圍風速有關。.
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海拔
海拔（Altitude、height、depth）就是某地与海平面的高度差，通常以平均海平面做标准来计算。.
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无量纲量
在量綱分析中，無量綱量，或称--、无维量、无维度量、无维数量、无次元量等，指的是沒有量綱的量。它是個單純的數字，量綱為1。無量綱量在數學、物理學、工程學、經濟學以及日常生活中（如數數）被廣泛使用。一些廣為人知的無量綱量包括圓周率（π）、歐拉常數（e）和黃金分割率（φ）等。與之相對的是有量綱量，擁有諸如長度、面積、時間等單位。 無量綱量常寫作兩個有量綱量之積或比，但其最終的綱量互相消除後會得出無量綱量。比如，應變是量度形變的量，定義為長度差與原先長度之比。但由於兩者的量綱均為L（長度），因此相除後得出的量是沒有量綱的。.
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另见
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