【平衡状态（热学）】对于一定的热力学系统，当外界对它既不传热也不作功的条件下，无论该系统的初始状态如何，经过一定时间以后，必将达到其宏观物理性质不随时间变化的状态，这种状态称为平衡状态，简称平衡态。系统处于平衡态时，具有确定的状态参量。平衡态是热力学中重要的基本概念之一。这是在一定条件下对实际情况的概括和抽象，是一种理想的状态。事实上，自然界中并不存在完全不受外界影响，并且宏观性质又绝对不变的系统。只有当人们在研究有关热学问题时，为使问题简化，常把实际的状态，近似地当作平衡状态处理。【热力学系统】热力学研究的对象是由大量粒子所组成的整体，这一宏观客体称热力学系统，简称系统。而与此系统相互作用的周围环境，称系统的外界。从系统与外界的关系来看，热力学系统有三种情况：其一是孤立系统，即热力学系统与外界没有任何相互作用的联系；其二是封闭系统，即与外界有能量交换的系统，但没有物质的交换；其三称为开放系统，与外界既有物质的交换，又有能量的交换。【热力学过程】简称过程，即热力学系统从一个状态向另一个状态的过渡，或者说热力学状态随时间的变化。例如，在物态变化中，汽化是物质由液态转变为气态的过程，是凝结的相反过程，都是热力学的过程。按过程所经历中间状态的性质，可把热力学过程分为准静态过程和非静态过程。若在准静态过程中系统内部没有摩擦，则系统经历的过程具有可逆性，也就是说系统从某一初态经过一系列的中间状态到达末态，而后可按相反的次序经历中间各状态，由末态回到初态，因而这类过程又称为可逆过程。【水当量】在热的测量中，一般将量热器的热容量称之为“水当量”。【量热器】是一种测量热量等的仪器，亦称“卡计”。它是由白瓷外筒和铜（或铝质）小筒组成，小筒的底部用不传热的小支架支起来，见图2-8所示。两筒间是不易传热的空气，外筒上的盖子，一般用木料制成，其传热效率低。盖上有两个小孔，一孔插温度计，另一孔插搅动器，搅动器用来使投入水中的待测物（己知其质量和温度）跟水温迅速交换，而温度计则用来测小筒内已知质量水的初温及混合后的温度。两筒间不接触防止热的传递。这种量热器，可用来测定热量、比热、潜热（熔解热、汽化热、升华热等）、化学反应热，以及火炉及酒精灯火焰的温度等。【焦耳实验】它是1850年焦耳首先测定热功当量的实验。盛在绝热容器内的水，由于砝码的下落带动桨叶旋转，而使水温升高。如果砝码下落所作的功为W，使容器中质量为m的水升高温度为T，那么与W相当的热量Q应为Q=CmT式中C是水的比热，根据实验测得的T，可将Q计算出来；W可以根据砝码的重力和下落的距离算出。根据实验所得数据，计算所得结果，这就是测热功当量的焦耳实验。【燃料的燃烧值】1千克某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的燃烧值。常用q表示，它的单位是焦耳/千克或焦耳/克。如果质量为m的燃料完全燃烧后所放出的热量为Q放，其定义式为Q放=qm燃料燃烧时放出的热量多少，不但与燃料的质量多少有关，还与燃料的种类及燃烧程度有关。燃料燃烧放热与高温物体通过热传递向低温物体放热有本质的区别。前者是化学变化而后者是物理变化。燃烧值是反映燃料通过燃烧这种化学变化放热的特性。为比较各种燃料发热的本领，以相同质量的不同燃料完全燃烧后所释放出的热量来对比。【热容量】系统在某一过程中，温度升高（或降低）1所吸收（或放出）的热量叫做这个系统在该过程中的“热容量”。如果在一定的过程中，当温度升高T时，系统从外界吸收的热量为Q，那么在该过程中该系统的热容量为热容量的单位是焦耳/开。系统的热容量与状态的转变过程有关。在提到系统或物质的热容量时，必须指明状态的转变过程。系统的热容量还与它所包含的物质的质量成正比，不同过程的热容量不同。为计算简便，常用水当量的概念，如某系统的热容量与多少克水的热容量相等，即称该系统的水当量为多少克。所以任何系统的热容量在数值上就等于它的水当量。通常规定，系统吸收的热量为正值，而释放的热量为负值，故在系统吸收热量引起温度升高时，热容量为正值。也有的系统，如饱和水蒸气，在温度升高时，释放热量，故其热容量为负值。【比热容】即比热。是单位质量物质的热容量。单位质量的某种物质，在温度升高（或降低）1时所吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的“比热容”。在国际单位制中，比热的单位是焦耳/（千克开）（曾用的单位还有卡/（克）、千卡/（千克）等）在国际单位制中，能量、功、热量的单位统一用焦耳，因此比热容的单位应为J/（kgK）。比热容是反映物质的吸热（或放热）本领大小的物理量。它是物质的一种属性。任何物质都有自己的比热容，即使是同种物质，由于所处物态不同，比热容也不相同。例如，水的比热容是4/2103J/（kgK），而结成冰以后的比热容则为2/1103J/（kgK）。比热容是热学中一个重要概念。它涉及热量、温度、质量三个物理量间的变化即C=压强和体积的变化，而有所不同。水的比热容，只有当温度从14/5上升到15/5时，它的比热容才等于4/2103J/（kgK），在其他温度间隔，水的比热容不一定等于4/2103J/（kgK）但由于差别很小，可不加考虑。其他物质在温度改变时，比热容也有很小的变化。比热容表中所给的数值都是这些物质的平均值。气体的比热容和气体的热膨胀有密切关系，在体积恒定与压强恒定时不同，故有定容比热容和定压比热容两个概念。但对固体和液体，二者差别很小，一般就不再加以区分。【定容比热容】在物体体积不变的情况下，单位质量的某种物质温度升高1所需吸收的热量，叫做该种物质的“定容比热容”。【定压比热容】在压强不变的情况下，单位质量的某种物质温度升高1所需吸收的热量，叫做该种物质的“定压比热容”。因为气体在压强不变的条件下，当温度升高时，气体一定要膨胀而对外作功，除升温所需热量外，还需要一部分热量来补偿气体对外所作的功，因此，气体的定压比热容比定容比热容要大些。由于固体和液体在没有物态变化的情况下，外界供给的热量是用来改变温度的，其本身体积变化不大，所以固体与液体的定压比热容和定容比热容的差别也不太大。因此也就不需要区别了。【热平衡方程】（热交换定律）温度不同的两个或几个系统之间发生热量的传递，直到系统的温度相等。在热量交换过程中，遵从能的转化和守恒定律。从高温物体向低温物体传递的热量，实际上就是内能的转移，高温物体内能的减少量就等于低温物体内能的增加量。其平衡方程式为Q放=Q吸此方程只适用于绝热系统内的热交换过程，即无热量的损失；在交换过程中无热和功转变问题；而且在初、末状态都必须达到平衡态。系统放热，一般是由于温度降低、凝固、液化及燃料燃烧等过程。而吸热则是由于温度升高，溶解及汽化过程而引起的。【等温过程】热力学系统在恒定温度下发生的各种物理或化学过程。在整个等温过程中，系统与其外界处于热平衡状态。例如，与恒温箱接触的一个气筒，可用一活塞对它缓慢地压缩，所做的功表现为流进容器内使气体的温度保持不变的能量。蓄电池在室温下缓慢充电和放电，都是近似的等温过程。对一定质量理想气体等温可逆过程的特征是气体压强P和体积V的乘积不变，PV=恒量。理想气体的内能仅仅是温度的函数，所以过程中内能不变。【等压过程】又称“定压过程”。热力学系统在状态发生（物理或化学）变化过程中，其物质系统的压强始终保持恒定，其特点是P=恒量。等压过程能量转化特点是系统吸收的热量等于系统内能的增量和系统对外所做功之和；等于系统态函数焓的变化。等压过程在工程热力学中，如水蒸气在锅炉过热器内受热的过程，常常用工质的焓的数值所编成专门的图表，可直接根据状态从图表中查出焓值，用来计算工质在定压下吸收的热量。又如在大气压下，气缸中的气体受热缓慢膨胀；等压下的化学反应，由QP=H知其反应热等于生成物和反应物的焓差，可用来计算反应热。对一定质量理想气体等压过程的特征是它的体积在过程中与绝对温度成正比。【等容过程】又称“定容过程”。物质系统的体积保持不变的情况下所发生各种物理或化学过程，其特点是体积V=恒量。由于在等容过程中系统对外界不作功，所以，当系统的温度升高时，将从外界吸收热量Q，并全部转变为自身内能的增加。对一定质量理想气体等容过程的特征是压强和绝对温度按正比的变化。【绝热过程】热力学系统与外界无热交换的过程，即不吸收热量也不放出热量的过程叫“绝热过程”。由良好的绝热材料隔绝的系统中进行的过程，或由于过程进行得过速来不及和外界有显著热交换的过程，都可近似地看作绝热过程。例如，声波在空中的传播，蒸气在汽轮机内膨胀作功的过程，均可当作绝热过程处理。一个
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