带微积分的物理学/热力学/强度性质和广延性质
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热力学性质可分为两类。与样品大小成正比的性质是广延性质。广延性质的例子包括分子数N或摩尔数n、样品质量ms、体积V、内能U和熵S等。无论样品是否处于平衡状态,广延变量都具有确定的值。
不与样品大小成正比的性质称为强度性质。强度性质的例子包括压力P、温度T、密度ρ、热容Cv、Cp和均方根速度vrms。当样品处于平衡状态时,所有强度性质的值在整个样品中将是均匀的。然而,当样品从一种平衡状态快速过渡到另一种平衡状态时,强度参数的值可能在不同位置和不同时间点发生巨大变化。
从一种状态到另一种状态的准静态过渡是逐渐进行的,强度性质不会在不同位置发生变化。随着过渡的进行,强度性质将从初始值变为最终值,但增量变化在样品的所有位置是同步的。可以说,在准静态过程的每一步,样品都与自身处于平衡状态。
当样品的强度参数不等于周围环境的强度参数时,就会发生过渡。暴露于高温热源的低温物体试图通过吸收热量来达到平衡。高压气体在环境压力下推动活塞膨胀。由样品和周围环境之间的强度参数的微小差异驱动的准静态过程称为可逆过程。