熱平衡狀態(tài)定義

在沒(méi)有外界影響的條件下，熱力學(xué)系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間變化的狀態(tài)。所謂外界影響，是指外界對(duì)系統(tǒng)作功或傳熱。不能把平衡態(tài)簡(jiǎn)單理解為不隨時(shí)間變化的狀態(tài)。例如 ，一金屬桿兩端分別始終與沸水和冰水接觸，熱量不斷從一端傳往另一端，則桿各處溫度雖然不同卻并不隨時(shí)間變化，但此桿并不處于平衡態(tài)。與單純靜止的力學(xué)平衡不同，熱平衡態(tài)是熱動(dòng)平衡，系統(tǒng)中的分子仍在作無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，只是平均效果不隨時(shí)間改變。

實(shí)驗(yàn)表明，在沒(méi)有外界影響的條件下，一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)經(jīng)足夠長(zhǎng)時(shí)間后必將趨于熱平衡態(tài)。兩個(gè)或多個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)相互接觸后，只要時(shí)間足夠長(zhǎng)又沒(méi)有外界影響，也必將趨于共同的平衡態(tài)。這是引入熱平衡態(tài)概念的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。兩個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)若分別與第三個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡，則它們彼此也必處于熱平衡。這個(gè)實(shí)驗(yàn)規(guī)律稱(chēng)為熱力學(xué)第零定律，表明熱平衡具有傳遞性，熱平衡態(tài)是科學(xué)定義溫度概念的基礎(chǔ)，也是用溫度計(jì)測(cè)量溫度的依據(jù)。

熱平衡狀態(tài)是一個(gè)理想化的概念，是在一定條件下對(duì)實(shí)際情況的抽象和近似。對(duì)熱平衡狀態(tài)的研究具有重要的理論和實(shí)踐意義，已經(jīng)成為熱力學(xué)的基本內(nèi)容。

兩物體熱平衡，或兩個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)熱平衡，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)意義為：

1、熱平衡 ≡ 溫度相等。

2、熱平衡只是宏觀的平衡概念，△Q = 0；但是，微觀上仍然有熱交流。

3、熱平衡是狀態(tài)量，不涉及過(guò)程的建立，也不排除微觀過(guò)程的正在進(jìn)行。2100433B

如果兩個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)中的每一個(gè)都與第三個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)處于熱平衡(溫度相同)，則它們彼此也必定處于熱平衡。

熱平衡定律是熱力學(xué)中的一個(gè)基本實(shí)驗(yàn)定律，其重要意義在于它是科學(xué)定義溫度概念的基礎(chǔ)，是用溫度計(jì)測(cè)量溫度的依據(jù)。在熱力學(xué)中，溫度、內(nèi)能、熵是三個(gè)基本的狀態(tài)函數(shù)，內(nèi)能是由熱力學(xué)第一定律確定的；熵是由熱力學(xué)第二定律確定的；而溫度是由熱平衡定律確定的。所以熱平衡定律如第一、第二定律一樣也是熱力學(xué)中的基本實(shí)驗(yàn)定律，其重要性不亞于熱力學(xué)第一、第二定律，但由于人們是在充分認(rèn)識(shí)了熱力學(xué)第一、第二定律之后才看出此定律的重要性，故英國(guó)著名物理學(xué)家R.H.否勒稱(chēng)它為熱力學(xué)第零定律。

Q放=Q吸。

先找出系統(tǒng)吸收熱量有哪些途徑，再定量分析；然后找出系統(tǒng)放出熱量有哪些途徑，定量分析；最后利用系統(tǒng)熱平衡Q放=Q吸的公式求解系統(tǒng)通過(guò)某一途徑吸收或放出的熱量。

熱平衡計(jì)算通常在傳熱傳質(zhì)、制冷供暖、鍋爐計(jì)算等需要熱工分析的領(lǐng)域都有廣泛使用。

熱平衡機(jī)體的熱平衡

動(dòng)物的產(chǎn)熱量和散熱量相等即為熱平衡。動(dòng)物機(jī)體在正常代謝過(guò)程中，不斷產(chǎn)熱和散熱，作為恒溫動(dòng)物的哺乳動(dòng)物和家禽，必須使散熱量和產(chǎn)熱量達(dá)到平衡，才能維持體溫的相對(duì)恒定，保證機(jī)體各器官組織執(zhí)行正常的生理機(jī)能。

熱平衡熱平衡載流子

半導(dǎo)體中的電子都處在一定的能帶之中，但是能參與導(dǎo)電的只有導(dǎo)帶中的電子和價(jià)帶中的空穴，它們被稱(chēng)作為載流子。在溫度不變的情況下，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的電子空穴對(duì)數(shù)等于單位時(shí)間內(nèi)復(fù)合消失的電子空穴對(duì)數(shù)，這時(shí)半導(dǎo)體中電子空穴濃度維持常數(shù)，叫熱平衡。 2100433B