热力学三大定律分别是什么公式（热力学三大定律）

大家好，我是小新，我来为大家解答以上问题。热力学三大定律分别是什么公式，热力学三大定律很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

1、一、热力学第一定律的本质

2、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

3、dU = δQ + δW

4、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

5、(6-74)

6、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。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。

7、二、热力学第二定律的本质

8、由熵的热力学定义式及式（6-78），得

9、(6-79)

10、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。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。

11、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。有公式：

12、S = kln Ω+ C (6-83)

13、式中C是积分常数。若Ω=1时，S=0，则上式变成

14、S = klnΩ

15、此即Boltzmann定理的数学表达式。由式可见，熵是体系微观状态数的一种量度。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。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。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。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。

16、三、热力学第三定律的本质

17、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

18、S0 = klnΩ0 = kln1 = 0

19、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。

本文到此讲解完毕了，希望对大家有帮助。