MSC
80
领域
应用与计算

概述

经典热力学(MSC 80)从宏观角度研究热、功与能量转化。卡诺在 1824 年通过分析热机效率提出可逆循环的上限;克劳修斯于 1865 年引入熵 SS,把热力学第二定律表述为孤立系统的熵不减(ΔS0\Delta S\ge 0)。第一定律即能量守恒 dU=δQδWdU=\delta Q-\delta W

热传递研究传导、对流与辐射三种机制,其中热传导由傅里叶定律导出抛物型的热方程 tu=αΔu\partial_t u = \alpha \Delta u。相变与平衡态由吉布斯自由能等热力学势刻画,克拉珀龙方程描述相界线斜率。

经典热力学与统计力学(后者从微观粒子给出宏观量解释)、流体力学(对流换热)及粒子力学(功与能量)紧密关联。它为工程热机、制冷与环境科学提供理论基础,也是不可逆过程热力学与化学热力学的起点。

主要研究问题

  • 热力学定律与熵增原理如何数学表述?
  • 热传导方程与热传递机制是什么?
  • 相变与平衡态条件怎样刻画?