基本介紹
- 中文名：熱靜力學
- 外文名：thermostatics
- 又名：經典熱力學、平衡態熱力學
- 研究對象：大量粒子構成的集合體
概念,優點,缺點,特點,
概念
熱力學所研究的系統是不考慮系統整體機械運動的，因此，它所揭示的規律，確切地說是“熱靜力學”，對於運動的流體，其熱力學參量，如溫度、密度、壓強等經常會出現不均勻分布，也會隨時間不斷地發生變化，因此，運動流體的熱力學狀態一般不是嚴格的平衡態，熱力學過程也不會是可逆過程。但幸運的是，大量實踐都表明，在連續介質假設下，大多數流動問題即使是超聲速的流動，流場中每一瞬間每一點上的熱流體運動基本方程力學狀態仍無限接近平衡態，這是因為每一個流體質點內仍包含足夠多的分子，它們的熱運動和相應碰撞很快（≤10-6秒）。使質點內的熱力學參量均勻且有確定的值，這就是流體的熱動平衡假設。
熱力學這名稱讓人想起傳遞中的熱能。之所以這樣命名這個學科是因為它描述了熱和功的動力現象對體系的作用。這名稱甚至可誤解為經典熱力學的方法只能用來描述平衡體系。當一個體系經歷一個過程時，經典熱力學所能做的只是用靜態的終端狀況來描寫運動，實際上它不能揭示真實過程的速度。
本學科以熱力學為名稱發展起來與歷史的偶然性有關，它深遠地影響到該學科以後的發展。曾有人提出熱靜力學、平衡態熱力學以及可逆熱力學等作為更形象和更確切的名稱。由於不可逆過程熱力學或非平衡態熱力學或普通熱力學（與熱靜力學相比）學科的發展，更促進了使用以上這些名稱。
優點
結論具有普遍性，不受對物質微觀結構認識的影響。
缺點
不能闡明體系性質的內在原因，不能給出微觀性質與巨觀性質之間的聯繫，不能對熱力學性質進行直接的計算。 要克服這些缺點必須從分子的微觀結構和內部運動去認識體系及其變化。
特點
熱靜力學（經典熱力學）有兩個特點：不研究物質的結構和不考慮過程的細節，因此決定了它的優缺點。在用嚴格熱力學導出的結論中，沒有任何假想的成分，可靠性大。如從液體的蒸發熱和汽、液兩相密度可導出該液體的蒸氣壓與溫度間的正確關係。但因不研究物質的結構，不考慮過程的機理，就不能對現象有更深刻的理解。經典熱力學只能處理平衡問題，卻不問怎樣來達到平衡狀態。只要知道系統的初態和終態，就可計算熱力學狀態函式。可是只能算出物理或化學過程的推動力，卻無法計算阻力。因此，在速率問題上，就顯得無能為力。
生產問題，過程開發的綜合性強、影響因素多，決不能期待用一個學科、一種技術去解決，而有賴於相關學科、多種技術相互配合、相互滲透，用綜合分析的方法去認識它，解決它。圖1—2表達了過程開發和化學工程各分支學科間的關係。從此看出，化工熱力學確是化學工程的基礎部分，猶如砌牆，它是第一層和第二層磚塊，沒有它，是無法有高層建築的。當然，化工熱力學本身還不是高層建築，尚不能非常直接地和產品的經濟效益掛鈎，但它卻是過程和產品開發中不可缺少的一個組成部分。應該本著這樣的理解和要求，去學習和研究化工熱力學。
熱靜力學（經典熱力學）最大的不足在於其不能定量地預算物質的巨觀性質。統計熱力學通過配分函式的概念把分子系統的統計行為和物質的巨觀性質聯繫起來，從而得以預測。但目前尚停留在簡單物系的計算上，對於化學及其相關工業中的複雜或非理想系統的計算，尚有相當大的困難。
