试说明工程热力学、经典热力学及统计热力学三者之间的主要区别与联系。

Question

如题所述

Answer 1

【答案】：热力学是研究能量属性及其转换规律以及物质热力性质及其变化规律的科学。对热力学的研究，有宏观的方法和微观的方法，分别称为经典热力学及统计热力学。
经典热力学把物质看作是连续体，它以宏观的物理量来描述大量粒子的群体行为，并用宏观的唯象方法进行研究。通过对大量热力现象的观察和实验，从中总结归纳出热力学的基本定律，并用严密的逻辑推理及数学论证的方法，进一步演绎出热力学的一系列重要结论。这种宏观的分析方法并不受有关物质内部微观结构的基本假设的限制，因而也不会受有关物质结构的新发现的影响。热力学基本定律的正确性，已经被无一例外的违背实例所证实。建立在这些基本定律基础上的热力学重要结论，同样具有高度的可靠性和普遍性。
统汁热力学则从物质的微观结构出发，根据有关物质内部微观结构的基本假设，利用量子力学关于微粒运动规律的有关结论以及统计力学的分析方法，来研究物质的热力性质及能量转换的客观规律。由于统计热力学深入到物质内部的微观结构，它可以说明宏观物理量的微观机理；也能够说明热力学基本定律及宏观热力现象的物理本质。
经典热力学与统计热力学是关系非常密切而又各自独立的两门学科，它们之间不能互相替代，都有独立存在的价值。在对热力现象的研究上，它们能起到相辅相成、殊途同归的作用。经典热力学得出的普遍而可靠的结果，可以用来检验微观理论的正确性；统计热力学的分析则可以深入热现象的本质，使宏观的理论获得更为深刻的物理意义。
由于热现象的普遍性及能量对社会发展的重要性，使热力学理论的应用领域日益广阔，并已经在许多科技领域中发挥着积极的作用。工程热力学是将经典热力学的基本原理与工程的实际应用密切结合起来，而发展成的一门基础性的应用学科。