【摘 要】热力学函数的方框记忆法：将四个基本热力学函数填入方框图中，热力学函数中焓H最大，热力学能U和自由焓G各缺少一块，自由能F最小，“PV”为膨胀作功能力，“TS”为有序作功能力；热力学方程特征变量记忆法：热力学能U的特征变量为（S，V），焓H的特征变量为（S，p），自由焓G的特征变量为（T，p），自由能F的特征变量为（T，V）；旋转记忆法是记住麦氏关系的最有效方法.

【关键词】热力学函数；热力学基本方程；麦氏关系；旋转记忆法

The Rotary Memory Method for Maxwells Relations

ZHU Yuan-ju

（College of Chemistry and Chemical Engng，Henan Univ，Kaifeng Henan 475003，China）

【Abstract】By means of studying the nature of thermodynamic functions in this paper，based on engaging in teaching and researching physical chemistry for a long time，the author find out of the rotary memory method for thermodynamic Maxwells relations.

【Key words】Thermodynamic function；Basic thermodynamic equation；Maxwells relations；Rotary memory method

0 引言

文章根據作者多年从事物理化学教学研究与教材编写的经验，总结出热力学函数的方框记忆法以及热力学方程的特征变量记忆法和麦氏关系的旋转记忆法[1].热力学函数中“PV”的意义先为人知，实际上“PV”为膨胀作功能力，热力学称？赘=-PV为巨热力学势[2]，即为一种潜在的势能，在开放系统的统计热力学研究中具有重要意义；“TS”为有序作功能力。

1 热力学函数的方框记忆法

热力学函数中焓H最大，热力学能U和自由焓G各缺少一块，自由能F最小。为了便于记忆，将四个基本热力学函数填入方框图中，如图1所示，热力学函数的关系如下：

H=U+PV

G=H-TS

F=U-TS

2 热力学基本方程的特征变量记忆法

热力学函数都是状态函数，都具有全微分的性质，由热力学方程可以导出一组麦克斯韦关系式：

dU=TdS-PdV → （）=-（）（1）

dH=TdS+VdP → （）=（）（2）

dG=-SdT+VdP → （）=（）（3）

dF=-SdT-PdV → （）=（）（4）

热力学基本方程的特征变量记忆法：任意一个热力学函数（如U）两边的变量为其特征变量（S，V），特征变量S的另一半为T，符号即为S的符号“+”，特征变量V的另一半为P，符号即为V的符号“-” ，即dU=TdS-PdV。

需要记住的是热力学能U的特征变量为（S，V），热焓H的特征变量为（S，p），自由焓G的特征变量为（T，p），自由能F的特征变量为（T，V）。在所有四个基本热力学方程中，由特征变量S或p组成的微分项均取正号，即有“+TdS”、“+VdP”；而由特征变量T或V组成的微分项均取负号，即有“-SdT”、“-PdV”。

3 麦氏关系的旋转记忆法

麦克斯韦关系的旋转记忆法：任意相邻的两个变量构成一组麦克斯韦关系式，从各自出发按相反方向旋转。例如（S，-V）一组，从S出发沿顺时针旋转，依次是分子（分母）S、分母（分子）P和角标T，等式的右边从-V出发沿逆时针旋转，依次是分子（分母）（-V）、分母（分子）T和角标P，构成的麦克斯韦关系式为：

-（）=（） or -（）=（）（5）

如图2所示，共有（S，-V）、（S，P）、（-T，-V）、（P，-T）四组麦克斯韦关系式。

需要记住的是变量（T，S）和（p，V）是成对出现的，其中每对的一个为正号“+”（S，p），另一个为负号“-”（-T，-V）。

4 总结

旋转记忆法是记住麦氏关系的最有效方法。麦氏关系的用途十分广泛，很多热力学方程都是借助麦氏关系导出的，通过麦氏关系还可以把一些无法由实验测定的量转换为可观测的量。初学者应该牢记麦氏关系创造出一套适合自己的学习方法，熟练地掌握麦氏关系及其推广的一般情形[3]，对于提高解题技能具有重要意义。

【参考文献】

[1]朱元举.物理化学[Z].第二章热力学方程，待出版，欢迎各界联系出版事宜.

[2]马本堃，高尚惠，孙煜，热力学与统计物理学[M].人民教育出版社，1980：60-90.

[3]朱元举.麦氏关系的推广与解题[J].大学物理，1985（9）：46-47.

[责任编辑：田吉捷]