熱力學中的壓強到底是什麼意思？

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氣體分子熱運動產生的壓強，和各種機械力（比如固體重力，壓力）產生的壓強是一回事嗎？我主要是想知道熱力學里的壓強參量指的是什麼（相變曲線神馬的）？以上兩種壓強在熱力學裡面是一樣的嗎？
提問的原因：看了「雪球為神馬越滾越大」中的回答後，覺得回答是不是把機械壓力和氣壓混起來了？或者是我腦袋混了？
——————————補充一下————————

在凝固（融化）過程中，從 熱力學 層面考慮，尤其是分子作用角度，壓強是通過怎樣的方式傳遞、影響到熔點的？

本質是一樣的。氣體液體固體的壓強，都來自於自身與受壓物體電磁相互作用。氣體的熱運動解釋是一種統計解釋，因為氣體的運動更劇烈，所以不可能像液體固體那樣持續的接觸受力物體，只能以某一種平均的形式碰撞，但本質上還是電磁相互作用。

在本題中，兩種壓強是一樣的。

對固體和液體來說，不考慮溶解，外界的氣壓和機械壓強沒有區別。

比如，高壓鍋里水的沸點隨壓力變化，那麼不管是往鍋里充氣增加壓力，還是機械方法給液面施壓，只要壓強一樣，沸點的升高是一樣的。

比如，高壓鍋的鍋蓋被水蒸氣頂開，和用機械手段將鍋蓋頂起，只要作用點作用方向作用面積，壓強一樣，效果就一樣。

但是，理想氣體的分子間沒有作用力。所以，理想氣體間不存在氣壓，理想氣體只對外界有氣壓。

非理想氣體雖然不能說分子間完全沒有作用力，但是作用力一般來說也很小。

比如，我們知道，給水蒸氣加壓會使水蒸氣液化溫度升高，但是，如果採用充氮氣的方式「加壓」，效果就不那麼明顯了，原因就是氮氣分子和水分子之間作用很小。

另一個有區別的地方是，關於氣體溶解。我們平時喝的可樂，裡面的二氧化碳沒有提前跑出來，就是可樂瓶封閉，裡面壓強大，所以溶解度高。這個時候的壓強，其實是二氧化碳氣體的「分壓」。也就是說，如果半瓶可樂上半部分空間里充的是氧氣，那麼其實基本上「壓不住」二氧化碳，那半瓶可樂里的二氧化碳還是會冒出來，直到其分壓足夠大。

宏觀上不一樣，但是微觀的理論是一樣的。宏觀的表現所用的理論解釋不同。

不要和相變曲線等參量聯繫在一起理解。

壓強是單位面積上的壓力，在不同的領域自然會有不同的相關參量。單就壓強這一物理量來講，正如@Richard May所言，不論氣體，固體，液體其實本質上都是一種電磁相互作用。在固體中常用應力來表示而非壓強，稱呼不同而已。實際上，即使是固體，到了原子尺度，也沒有任何兩個原子是接觸在一起的。固體的壓強之所以有方向是因為固體中的分子很容易被控制而向一個主要方向運動，從而產生碰撞（包括穩態和瞬態）。其實氣體也是可以的，那就是風，在風作用方向上的壓強自然比其他方向壓強大。

總結如下

1 固體，液體，氣體，壓強定義一致，均為單位面積的力

2 本質上都是一致的，都是電磁相互作用

3 固體流動性差，方向性好，容易使人認為和流體中的壓強不一致

4實際使用中，固體材料常使用應力這個詞來描述內部壓強，使用壓力來描述表面受到的壓強。

謝邀。

如樓上諸位所說，本質上不論是氣體產生的還是機械力都是電磁力。

在凝固（融化）過程中，從 熱力學 層面考慮，尤其是分子作用角度，壓強是通過怎樣的方式傳遞、影響到熔點的？

不論是凝固還是融化，都是從一種均質相中產生一種新的相。壓強，或者在材料內部我們稱之為應力，的存在改變了這兩種相的自由能，使得新相的自由能變得比母相要高因而推遲了相變（或者反之）。這是從熱力學的角度來考慮的。當然，也可以從臨界體積的角度來考慮，壓強的改變（應力場的改變）導致了臨界體積的改變，進而改變了相變點（熔點或凝固點）。

從分子層面考慮，應力場的存在，粗略的說使得原子更傾向於留在原本的位置（或反之，要看是什麼樣的應力場，如加大外壓會使晶體的原子更傾向於有序排列，因而使熔點升高），因而更難產生新相。

至於壓強的傳遞方式。在晶體里，尤其是單晶中，可以把晶體中原子之間視作連著彈簧，然後就很好理解壓強的傳遞了。在多晶中就會由於晶界或者其他缺陷的存在而產生應力集中，通俗的說就是壓強在傳遞的時候集中到某些位置。

僅針對問題說明中新補充的部分作答，想來這也是老題目又被挖出來的原因。

在凝固（融化）過程中，從 熱力學 層面考慮，尤其是分子作用角度，壓強是通過怎樣的方式傳遞、影響到熔點的？

單純的、作用於 bulk phase 的壓強（不要把拉普拉斯壓強之類的扯進來）對於相變點的影響如 Clausius-Clapeyron relation 。分子作用我沒有看到詳細的論證，想來無非是一邊太擁擠了就會向另一邊逃逸吧。

固體和液體的密度都比較大，且彼此相差一般不到10%，因此這個影響事實上是非常小的。

（沒錯雪團成球不是因為壓強，你施加的那點壓強只夠讓本來就熔化了的雪粒彼此接觸。）

樓上的人已經對給出了比較詳細的解釋，我在這裡以熱力學的邏輯論述下壓強是什麼。

在Callen教授的熱力學體系里，熱力學有兩大基本假設，第一條是說熱力學體系是平衡的（history independent），第二條說熱力學體系的狀態可以由體系的熵，體積和粒子數確定。這三個量本身具有加和的性質，於是被稱為廣延量（extensive variable）。和每一個廣延量相對應的，還有一個強度量。兩者的乘積，具有能量的量綱，被稱為一對共軛變數。

回想第一定律，其表達式是：能量（U）=體系吸收的熱（Q）+體系對外做的功（W）。其中Q=T（溫度）S（熵）, W=P（壓力）V（體積）。不難發現，壓力的引入是作為體積的共軛變數出現的，兩者的乘積代表能量，是評估體系力學性質變化的一個宏觀強度量。

這個應該是分子無規則熱運動碰撞避免最後總體的合力所表現出來的性質吧

我們知道機械能與力的關係為 $F=-frac{dU}{dx}$ , 再根據壓強定義 $p=frac{F}{A}$

可得 $P=-frac{dU}{Adx}=-frac{dU}{dV}$

現在再根據熱力學四個基本條件中前兩個可以知道一個準靜態體系可以最少由內能 $U$ 體積 $V$ 以及其不同組分的摩爾數 $N_{k}$ 所確定，且由這幾個變數可以確定一個函數（熵） $S=S(U,V,N_k）$

反之內能也能由熵以及另外兩組變數確定

$U=U(S,V,N_k)$

其全微分形式為

$dU=left( frac{partial U}{partial S} ight) _{V,N_k}dS+left( frac{partial U}{partial V} ight) _{S,N_k}dV+sum_{k=1}^{r}{left( frac{partial U}{N_k} ight) _{S,V}}dN_k$

其中 $-P=left( frac{partial U}{partial V} ight) _{S,N_k}$

所以從形式上來講，壓強都是被定義為能量對體積的導數。

粒子的碰撞力.

熱力學中壓強是赫姆赫茲自由能對體積的偏導數，在統計力學自由能是lnZ，z是配分函數，直接從數學的角度理解最好，不要試圖從物理圖像上理解，越學到後面越是這樣

壓強的單位都是pa 定義應該是 N/m2 都是由力產生的，大氣壓強是大氣中的分子不停的做熱運動，比如一個壁面，可以想像成分子撞擊壁面，速度由v變成0 從而對壁面產生一個力，機械力產生的壓強，也是力作用在物體表面

應該是產生的原理不一樣，但是壓強都是一個東西，就是力除以面積

不是一回事。

氣體的壓強是：氣體分子對接觸的物體碰撞產生的力。氣體壓強在同一位置，各個方向是一樣大的。

固體重力：碰撞產生的力很小，可以忽略不計。主要是其有質量，地球對其有萬有引力。固體直接接觸支撐物，支撐物收到的力是重力（萬有引力）。

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