进度：第四次课：§1.18-§2.2 (含§1.18的部分内容)；第五次课：§2.3-§2.6；第六次课：§2.6-§3.1 (其中含§2.4 ,§2.6中的部分内容)。

教材：汪志诚《热力学统计物理》(第五版)，共48课时。希望每周一志，看来只能平均每周一次。本篇是第四志。

同学提问

1，热统是一门理论课，为什么你至始至终都在谈实验? 到底是实验重要还是理论重要?

2，化学势是否能从分子之间的力或者能量转化中找到来源?

3，有两个能态关系：$\partial$U/$\partial$V)_T, $\partial$H/$\partial$p)_T 。另外还有两个类似的关系$\partial$U/$\partial$p)_T, $\partial$H/$\partial$V)_T 。为什么不说四个能态关系？

为什么需要引入自由能、吉布斯函数等这些热力学量？

自由能、吉布斯函数等热力学函数的引入，似乎有些无厘头。热力学一系列的变换就更加没有头绪。全部热力学变换，都是指向实验效应或者深层次的联系。换言之，全部热力学表达式的终极目的只有两个。第一，可以检验的实验效应。第二，建立起两个实验结果之间的联系。如果不引入自由能、吉布斯函数等这些热力学量，我们会从实验上发现如下经验规律，但是无法理解。

第一类：一个相对变化量，实验可以给出一系列的数据点，但是不知道这些点和物态方程之间的联系，即使联系起来，也无法理解。例如，$\partial$T/$\partial$p)_S。第二类，两个相对变化量，实验可以给出两个的数据点系列，说不定还可以给出他们之间的对应关系，但是无法理解。例如磁致收缩$\partial$V/$\partial$H)_p,压磁效应$\partial$M/$\partial$p)_H。

热力学教材中全部热力学变换方法只有两类

在热力学中，对于简单的pVT系统，只有两类量可以直接用实验检验，或者直接用实验获得：一类是物态方程f(p,V,T)=0；一类是热容量，例如定压热容量C_V=T $\partial$ S/ $\partial$T)_V 。

在热力学的数学推导，只涉及两类变换，一个是Maxwell关系；一个是三个变量间的三个循序变量偏导数相乘等于-1。

 开放性问题

理想气体是无法液化的气体吗？或者，理想气体在温度接近零度时，依然存在吗？

牛角尖

电磁学中推导出来的光压公式p=u/3，不包含温度，不是一个热力学物态方程。热力学物态方程必须在不同的温度下做才能获得，例如顺磁质的居里定律m=cH/T，理想气体定律pV=nRT等等。电磁学中推导出来的光压公式p=u/3可以当成零温结果，而热力学的物态方程必须是p(T)=u(T)/3。这当然可以从统计物理推导出来，也可以从斯特藩-波尔兹曼定律推出来。

光压实验的温度是光场的温度，不是环境温度。电磁学的实验，是一个力学实验，不是热力学实验。有人可能会认为，可以从热力学推出u=u(T)。但是，依然推不出p(T)=u(T)/3。

 两篇论文

1，虚位移之“虚”表现何在? (教科书用虚变化来求平衡和稳定性条件，那么何谓“虚”变化？)

2016 大学物理 虚位移之虚表现何在.pdf

2，从磁介质热力学领悟基本物理量的不可测量性

从磁介质热力学领悟基本物理量的不可测量性.pdf

(可以从《大学物理》官方网站下载：http://dxwl.bnu.edu.cn/CN/volumn/home.shtml)

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1，《热统》教学手记第1篇：温度与功

2，《热统》教学手记第2篇：热力学第二定律 卡诺定理 

3,《热统》教学手记第3篇：熵和热力学温度必须同时定义