热力学统计物理？不是 统计物理学 ，热力学是用 宏观 的方法研究 热现象 ，统计物理学是用 微观 的方法研究热现象。虽然两者都是研究热现象的，但理论体系是完全不一样的。热力学是一门极其优美的 理论 ，只使用最 简单的数学 方法，通过四大基本定律，也就是热零 定律 、热一定律、热二定律、热三定律。那么，热力学统计物理？一起来了解一下吧。
热力学世界中，三个基本物理量——压强P、体积V和温度T，以及定压热容和定容热容，构成了研究气体行为的基石。今天，我们将探索气体降温的两大手段：节流过程与绝热膨胀过程。
节流降温的艺术——焦耳-汤姆森效应
想象一下，一个被绝热材料包裹的管道，中间嵌着一粒多孔塞，两侧压强存在显著差异。左边(压强记为P1)的气体缓缓流过，进入压强较低的右边(P2)。在节流过程中，我们发现了著名的焦耳-汤姆森效应，它揭示了气体温度的微妙变化。
关键在于，当我们对气体的焓进行微分并结合热力学第一定律，定义一个关键系数，它决定了节流后温度上升还是下降。在理想状态下，如果气体保持等温，经过计算，我们能得出：
温度变化系数 = (P1 - P2) / (Cv * T)
如果这个系数为正，说明气体在节流后温度降低，反之则升高。
绝热膨胀，熵的守恒
另一条降温途径是绝热膨胀，其中气体的熵保持不变。通过麦克斯韦关系式和气体状态方程，我们可以揭示绝热膨胀下的压强、体积和温度之间的关系。
压强变化与体积的关系 = -1 / (nR) * ∆V
进一步，结合绝热条件下的熵守恒，我们得到
T * ∆S = nR * ∆V
这表明，随着体积的增大，压强(P)会相应减小，而温度(T)的下降则是必然的结果。
热力学
不是
统计物理学
，热力学是用
宏观
的方法研究
热现象
，统计物理学是用
微观
的方法研究热现象。虽然两者都是研究热现象的，但理论体系是完全不一样的。
热力学是一门极其优美的
理论
，只使用最
简单的数学
方法，通过四大基本定律，也就是热零
定律
、热一定律、热二定律、热三定律。完全不依靠实验，仅从四大基本定律推导出整个理论体系。
统计物理学则要使用复杂的
数学方法
，还要依靠实验。
一、热力学与统计物理的研究对象、方法与特点
研究对象：宏观物体热性质与热现象有关的一切规律。
方法与特点：
热力学：
以大量实验总结出来的几条定律为基础，应用严密
逻辑推理和严格数学运算来研究宏观物体热性质与
热现象有关的一切规律。
较普遍、可靠，但不能求特殊性质。
统计物理：
从物质的微观结构出发，考虑微观粒子的热运动，
通过求统计平均来研究宏观物体热性质与热现象有
关的一切规律。
可求特殊性质，但可靠性依赖于微观结构的假设，
计算较麻烦。
两者体现了归纳与演绎不同之处，可互为补充，取长
补短。
宏观与微观的关系：
微观粒子的热运动与系统的各种宏观热
现象之间存在着内在的联系。宏
观量等于微观量的统计平均
值。
宏观与微观
宏观现象与宏观量：
宏观现象即一个系统所表现出来的各
种物理性质以及这些性质的变化规律。描述一个系统宏观
性质的物理量称为宏观量。例：
P
、
V、
T
、
E
、
C等。
微观运动与微观量：
微观运动即系统内部的微观粒子的热
运动。描述微观粒子热运动的
物理量称为微观量。例：
m
、
v
、
等。
二、热力学理论的发展
1 经典热力学
1824
年：
卡诺定理：
卡诺（Carnot）
1840’s：热力学第一定律：
能量守恒定律
迈尔（Mayer）、焦耳(Joule)
1850’s：热力学第二定律、熵增加原理：
克劳修斯（Clausius）、开尔文（Kelvin）：
1906
年：
热力学第三定律：
能斯特定理，能斯特（Nernst）
Sadi Carnot
(1796-1832 )
J.R.Mayer
(1814-1878)
J.P.Joule
(1818-1889)
R. Clausius
(1822-1888)
W. T. Kelvin
(1824-1907)
W. H. Nernst
(1864-1941)
•
不涉及时间与空间；
•
以平衡态、准静态过程、可逆过程为模型；
•
经典热力学
静热力学。
五小力学：力学、热学、光学、电磁学、原子物理。四大力学：理论力学、电动力学、热力学与统计物理、量子力学。
量子力学：
量子力学是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科，它主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论，它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础。
量子力学的基本原理包括量子态的概念，运动方程、理论概念和观测物理量之间的对应规则和物理原理。
热力学与统计物理：
该部分是研究热运动的规律和热运动对物质宏观性质的影响。热力学是热运动的宏观理论，用“唯象”的方法，回避了宏观物体的微观结构，使用有限的宏观量（如温度、能量、体积、熵、比热等）来描述，这种描述的基础是能量守恒等几个来自实践经验的宏观基本规律（热力学第零~第三定律）。
统计物理是热运动的微观理论，它用统计的方法去处理复杂的微观运动，认为物质的宏观性质可看成是大量粒子运动的集体表现，宏观量是微观量的某种统计平均值。热力学和统计物理是针对宏观和微观这两个端点情形发展起来的，是相辅相成的。
理论力学：
讨论经典力学问题。用分析力学（即拉格朗日力学和哈密顿力学）的观点处理牛顿力学问题，并加入混沌等较新的内容。
热力学，统计力学不包括在力学中。
热力学是研究热现象中物质系统在平衡时的性质和建立能量的平衡关系，以及状态发生变化时系统与外界相互作用(包括能量传递和转换)的学科。
统计力学(又叫统计物理学)是研究大量粒子(原子、分子)集合的宏观运动规律的科学。统计力学运用的是经典力学原理。由于粒子的量大，存在大量的自由度，虽然和经典力学应用同样的力学规律，但导致性质上完全不同的规律性。不服从纯粹力学的描述，而服从统计规律性，用量子力学方法进行计算，得出和用经典力学方法计算相似的结果。从这个角度来看，统计力学的正确名称应为统计物理学。
以上就是热力学统计物理的全部内容，等概率原理。平衡态统计物理的基本假设是等概率原理。等概率原理认为，对于处于平衡状态的孤立系统，系统各个可能的微观状态出现的概率是相等的。它是统计物理的基本假设，它的正确性由它的种种推论都与客观实际相符而得到肯定。
