热力学三大定律公式分析（热力学三大定律公式）
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1、热力学三大定律的本质 一、热力学第一定律的本质 在组成不变的封闭体系中，若发生了一个微小的可逆变化，则根据热力学第一定律，体系内能的变化为dU = δQ + δW 由统计热力学原理可知，独立粒子体系的内能为U = ∑ni∈i,当封闭体系经历了一个可逆变化后，内能的变化为 (6-74)上式右边的第一项∑∈idnI表示能级固定时，由于能级分布数发生改变所引起的内能变化值，第二项∑nid∈I则表示能级分布数固定时，由于能级改变所引起的内能增量。
2、从经典力学原理可知，对于组成不变的封闭体系，内能的改变只能是体系与环境之间通过热和功的交换来体现。
3、二、热力学第二定律的本质 由熵的热力学定义式及式（6-78），得 (6-79)上式就是热力学第二定律的表达式，它表明可逆过程的熵变与能级分布数的改变有关。
4、而能级分布数的改变以为意味着体系的微观状态数发生了改变。
5、熵变是与体系微观状态数或热力学几率Ω的变化相联系的。
6、有公式：S = kln Ω+ C (6-83)式中C是积分常数。
7、若Ω=1时，S=0，则上式变成S = klnΩ此即Boltzmann定理的数学表达式。
8、由式可见，熵是体系微观状态数的一种量度。
9、微观状态数Ω较少的状态对应于较有序的状态，反之，Ω值大的状态对应于较无序的状态。
10、因此，微观状态数Ω的大小反映了体系有序程度的大小，亦即熵是体系有序程度或混乱程度的量度。
11、当Ω=1时，只有一个微观状态，体系最为有序，混乱程度为零，熵值为零。
12、基于以上讨论，我们可以作如下表述：在孤立体系中，自发变化的方向总是从较有序的状态向较无序的状态变化，即从微观状态数少的状态向微观状态数多的状态变化，从熵值小的状态向熵值大的状态变化，这就是热力学第二定律的本质。
13、三、热力学第三定律的本质 当T→0时，所有粒子都处于基态能级，此时Ω0=1，即把所有粒子放在一个能级上只有一个放法，体系只有一个微观状态，因此从玻兹曼定理，即式（6-25）可以得出结论：在0K时物质的熵值为零，即S0 = klnΩ0 = kln1 = 0 上式可以看作是热力学第三定律的统计表达式，这与热力学第三定律的表述“在0K时任何纯物质的完美晶体的熵值为零”的结论是一致的。
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