热力学公式有哪些

热力学是研究能量转换与物质性质关系的学科，其核心公式贯穿物理、化学及工程领域。以下为热力学中关键公式的归纳与解析。

热力学公式有哪些

热力学第一定律公式为ΔU = Q - W，描述系统内能变化ΔU与吸收热量Q及对外做功W的关系，体现能量守恒。热力学第二定律通过克劳修斯不等式ΔS ≥ Q/T表达，熵变ΔS在孤立系统中总趋于增大，揭示过程的不可逆性。

理想气体状态方程PV = nRT将压强P、体积V、物质的量n与温度T关联，R为气体常数。卡诺热机效率η = 1 - Tc/Th给出高温热源Th与低温热源Tc间的极限效率，奠定热机理论框架。吉布斯自由能ΔG = ΔH - TΔS用于判断过程自发性，ΔG≤0时反应自发进行。

麦克斯韦关系式通过偏导数关联热力学势函数，例如(∂T/∂V)_S = -(∂P/∂S)_V，简化复杂变量推导。克拉佩龙方程dP/dT = ΔS/ΔV描述相变过程中压强与温度的关系，适用于液气相变分析。热传导傅里叶定律q = -k∇T定量化热流密度q与温度梯度∇T，k为材料导热系数。

斯特藩-玻尔兹曼定律P = εσT⁴计算黑体辐射功率，σ为斯特藩常数。这些公式共同构建热力学量化分析的基础，实际应用中需结合系统特性选择适配模型。