基本定律

热力学是具有严谨的理论体系的少数几门学科之一，它是以带有公理性质的四个基本定律为基础，其中第一定律和第二定律尤为重要。热力学基本定律确定了描述体系性质的状态变量及其关系。热力学第 0 定律从热平衡出发引入了称为温度 T 的状态变量。第一定律引入了内能 U 状态变量，确定了内能与热和功之间的能量守恒关系。第二定律引入了熵 S 状态变量，提出了自发过程发生方向的判据。第三定律为计算熵的绝对值提供了参考状态。前面已提及的体积 V 和压力 p 也是体系的状态变量，由于它们在力学中已有明确的定义，且力学又形成于热力学之先，所以在热力学中不必用专门的定律定义它们了。另外，为了处理在不同条件下各种类型的热力学问题方便起见， 在上述基本定律基础上，又引入了焓 H、功函 F 和自由能 G 等状态变量，从而使热力学成为完整的理论体系，可以采用演绎方式解决要研究的问题。