热力学是统计物理学吗?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/19 08:54:30

热力学不是统计物理学,热力学是用宏观的方法研究热现象,统计物理学是用微观的方法研究热现象。虽然两者都是研究热现象的,但理论体系是完全不一样的。
热力学是一门极其优美的理论,只使用最简单的数学方法,通过四大基本定律,也就是热零定律、热一定律、热二定律、热三定律。完全不依靠实验,仅从四大基本定律推导出整个理论体系。
统计物理学则要使用复杂的数学方法,还要依靠实验。


热力学讨论分子的运动规律,针对的是大量分子的运动规律,是统计规律。
单个分子没有规律可偱,因此热力学规律对于单个分子来说没有意义。

统计物理学
统计物理学 statistical physics

根据对物质微观结构及微观粒子相互作用的认识,用概率统计的方法,对由大量粒子组成的宏观物体的物理性质及宏观规律作出微观解释的理论物理学分支。又称统计力学 。所谓大量,是以1摩尔物质所含分子数(其数量级为1023个)为尺度的。研究对象从少量个体变为由大量个体组成的群体,导致规律性质和研究方法的根本变化,大量粒子系统所遵循的统计规律是不能归结为力学规律的。统计物理是由微观到宏观的桥梁,它为各种宏观理论提供依据,已经成为气体 、液体、固体和等离子体理论的基础,并在化学和生物学的研究中发挥作用。气体动理论(曾称气体分子运动论)是早期的统计理论。它揭示了气体的压强、温度、内能等宏观量的微观本质,并给出了它们与相应的微观量平均值之间的关系。平均自由程公式的推导,气体分子速率或速度分布律的建立,能量均分定理的给出,以及有关数据的得出,使人们对平衡态下理想气体分子的热运动、碰撞、能量分配等等有了清晰的物理图像和定量的了解,同时也显示了概率、统计分布等对统计理论的特殊重要性。

非平衡态分布函数及其演化方程的建立,不仅成为输运过程微观统计理论的基础 ,而且由它定义的H函数及其遵循的 H 定理对理解 宏观过程的 不可逆性及趋于 平衡的过程起过重要作用。熵的统计意义的阐明,熵增加原理的微观统计解释表明统计理论已从平衡态向非平衡态发展,已经从对某些宏观概念和宏观规律的微观统计解释发展到对热力学第二定律这样的普遍规律作出微观统计解释。但是,气体动理论以分子为统计个体,需对分子的结构以及分子间的作用作出并无根据