查看“︁材料性质 (热力学)”︁的源代码

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{{热力学|cTopic='''材料性质'''}}

热力学上的“材料性质”一词指某种给定材料的内禀性质，它们多与[[热力学势]]的二阶偏导数有着直接联系。对于一个简单的单组分系统，常见的材料性质有：

*[[压缩率]]（或其倒数[[体积弹性模量]]）
:*等温压缩率
::<math>\beta_T=-\frac{1}{V}\left(\frac{\partial V}{\partial P}\right)_T
\quad = -\frac{1}{V}\,\frac{\partial^2 G}{\partial P^2}</math>
:* 绝热压缩率
::<math>\beta_S=-\frac{1}{V}\left(\frac{\partial V}{\partial P}\right)_S
\quad = -\frac{1}{V}\,\frac{\partial^2 H}{\partial P^2}</math>
* [[比热]] (注：或称摩尔热容，该量是个[[内含及外延性质|强度性质]]，与之相对应的[[内含及外延性质|广延性质]]是[[热容]])
:* 等压摩尔热容
::<math>c_P=\frac{T}{N}\left(\frac{\partial S}{\partial T}\right)_P
\quad = -\frac{T}{N}\,\frac{\partial^2 G}{\partial T^2}</math>
:* 等容摩尔热容
::<math>c_V=\frac{T}{N}\left(\frac{\partial S}{\partial T}\right)_V
\quad = -\frac{T}{N}\,\frac{\partial^2 A}{\partial T^2}</math>
* [[热膨胀系数]]
::<math>\alpha=\frac{1}{V}\left(\frac{\partial V}{\partial T}\right)_P
\quad = \frac{1}{V}\,\frac{\partial^2 G}{\partial P\partial T}</math>

以上各式中，<math>P</math> 为[[压强]]，<math>V</math>为[[体积]]，<math>T</math> 为[[热力学温度]]，<math>S</math>为[[熵]]，<math>N</math>为粒子总数。

对于单组分系统，所有热力学势的二阶导数中只有三个是独立的。因此只要任意给定上述性质中的三个，其余各量就均可由它们推出。对一个单组分系统，一般是选择等温压缩率 <math>\beta_T</math>、等压摩尔热容 <math>c_P</math>和热膨胀系数 <math>\alpha</math>这三个性质。

以下两个方程展示了几个材料性质之间的关系：

:<math>c_P=c_V+\frac{TV\alpha^2}{N\beta_T}</math>

:<math>\beta_T=\beta_S+\frac{TV\alpha^2}{Nc_P}</math>

另外，不考虑其系数的话，上述三个作为“标准”的热力学性质实际上恰是[[吉布斯能]]对温度和压强两个参数所能求得的三个二阶偏导数。

==来源==

互联网上有一些关于材料热力学性质的数据库，例如[[多特蒙德数据库]]。

参见{{link-en|纯物质热力学数据库|thermodynamic databases for pure substances}}。

==参考文献==
{{cite book
 | first = Herbert B. | last = Callen | authorlink = Herbert Callen | year = 1985
 | title = Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics | url = https://archive.org/details/thermodynamicsan0000call | edition = 2nd Ed.
 | publisher = John Wiley & Sons | location = New York | isbn = 0-471-86256-8 }}

[[Category:热力学性质]]


{{thermodynamics-stub}}