热学第五章剖析课件

第五章 热力学第二定律（Second law of thermodynamics）WQ2Q1Q2WBT1T2本章目录5.1热力学第二定律的表述及其实质热力学第二定律的表述及其实质5.2卡诺定理卡诺定理5.3熵与熵增加原理熵与熵增加原理5.1 热力学第二定律一一.热力学第二定律的两种表述：热力学第二定律的两种表述：1.1.开尔文表达开尔文表达 不可能从单一热源吸取热量使之完全变为有用功而不产不可能从单一热源吸取热量使之完全变为有用功而不产生其生其它它影响。影响。A=QQT 单热源热机（第二单热源热机（第二类永动机）是不可能类永动机）是不可能制成的制成的热力学第二定律热力学第二定律是关于是关于自然过程方向的一条基本的、普自然过程方向的一条基本的、普遍的定律。遍的定律。原名（原名（W.Thomson）英英国物理学家国物理学家,热力学的热力学的奠基奠基人人之一。之一。在在热力学、电磁学、波动和涡流热力学、电磁学、波动和涡流等方面卓有贡献，等方面卓有贡献，1892年被授予开尔文爵士称号。他在年被授予开尔文爵士称号。他在1848年引入并在年引入并在1854年修年修改的温标称为开尔文温标。为了纪念他，国际单位制中的改的温标称为开尔文温标。为了纪念他，国际单位制中的温度的单位用温度的单位用“开尔文开尔文”命名。命名。开尔文开尔文开尔文开尔文2.2.克劳修斯表达克劳修斯表达 热量不可能从低温物体传给高温物热量不可能从低温物体传给高温物体而不引起其它影响。体而不引起其它影响。要使热量从低温物体传给高温物体，要使热量从低温物体传给高温物体，必须有外界做功。即致冷机的致冷系数必须有外界做功。即致冷机的致冷系数不可能无限大。不可能无限大。WQ2Q1Q2WBT1T2T2T1Q2W=Q1-Q2克劳修斯克劳修斯克劳修斯克劳修斯他还他还是是气体动理论和热力学气体动理论和热力学主要奠基人之一。主要奠基人之一。提出提出统计概念和自由程概念，导出平均自由程公式和气体压统计概念和自由程概念，导出平均自由程公式和气体压强公式，提出比范德瓦耳斯更普遍的气体物态方程。强公式，提出比范德瓦耳斯更普遍的气体物态方程。德国物理学家德国物理学家,对热力学理论对热力学理论有杰出的贡献有杰出的贡献,曾曾提出热力学第二提出热力学第二定律的克劳修斯表述和定律的克劳修斯表述和熵的概念熵的概念，并得出孤立系统的熵增加原理。并得出孤立系统的熵增加原理。热力学第二定律的两个说法是等效的。热力学第二定律的两个说法是等效的。T T1 1T T2 2Q Q1 1Q Q2 2W W 考虑一个卡诺循环：工作物考虑一个卡诺循环：工作物质从高温热源吸热质从高温热源吸热Q Q1 1,向低温热向低温热源放热源放热Q Q2 2并对外作功并对外作功Q Q1 1-Q-Q2 2 。则全部过程的最终效果是从则全部过程的最终效果是从高温热源吸取高温热源吸取Q Q1 1-Q-Q2 2的热量，将的热量，将之全部变成有用的功。之全部变成有用的功。因此开氏说法也因此开氏说法也就不成立。就不成立。证明：证明：如果克氏说法不成立，则开氏说法也不成立。如果克氏说法不成立，则开氏说法也不成立。如果克氏说法不成立，可以如果克氏说法不成立，可以将热量将热量 Q Q2 2 从低温热源送到高温从低温热源送到高温热源，而不产生其它变化热源，而不产生其它变化;Q Q2 2 热力学第二定律是研究热机系数和制冷系数热力学第二定律是研究热机系数和制冷系数时提出的。对时提出的。对热机热机，不可能吸收的热量全部用来，不可能吸收的热量全部用来对外作功；对对外作功；对制冷机制冷机，若无外界作功，热量不可，若无外界作功，热量不可能从低温物体传到高温物体。热力学第二定律的能从低温物体传到高温物体。热力学第二定律的两种表述形式，解决了物理过程进行的方向问题两种表述形式，解决了物理过程进行的方向问题可逆过程必须满足的四个条件可逆过程必须满足的四个条件 可逆过程必须是可逆过程必须是准静态过程准静态过程，准静态过程中系统应始，准静态过程中系统应始终满足三种平衡：终满足三种平衡：（1 1）力学平衡条件力学平衡条件(可理解为压强处处相等可理解为压强处处相等)；（2 2）热学平衡条件热学平衡条件(温度处处相等温度处处相等)；（3 3）化学平衡条件化学平衡条件(同一组元在各处的浓度处处相等同一组元在各处的浓度处处相等)（4 4）可逆过程还必须满足可逆过程还必须满足无耗散条件无耗散条件。这四种不可逆因素中只要包含一种或数种这四种不可逆因素中只要包含一种或数种,则这则这样的过程是不可逆过程样的过程是不可逆过程.二、热力学第二定律的价值二、热力学第二定律的价值 大量事实表明：大量事实表明：一切与热现象有关的实际宏观过程都一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的是不可逆的，热力学第二定律的价值在于揭示了自然过程，热力学第二定律的价值在于揭示了自然过程的不可逆性。的不可逆性。三、关于第二定律应注意的几点三、关于第二定律应注意的几点1 1、它是独立于第一定律的另一实验定律它是独立于第一定律的另一实验定律,指明实际的热力指明实际的热力学过程进行的方向和限度。学过程进行的方向和限度。2 2、第二定律的两种表述是分别挑选了一种典型的第二定律的两种表述是分别挑选了一种典型的 过程来过程来说明与热现象有关的宏观过程普遍的不可逆性；说明与热现象有关的宏观过程普遍的不可逆性；3 3、热力学第二定律具有统计意义。热力学第二定律具有统计意义。关于几种热力学定律的比较关于几种热力学定律的比较1 1、热力学第二定律的实质：、热力学第二定律的实质：、热力学第二定律的实质：、热力学第二定律的实质：在一切与在一切与热热相联系的自然现象中它们相联系的自然现象中它们自发自发地实现的过地实现的过程都是程都是不不可可逆逆的。的。2 2、第二定律与第一定律的比较：、第二定律与第一定律的比较：、第二定律与第一定律的比较：、第二定律与第一定律的比较：第一定律第一定律主要从数量上说明功和热量的等价性。主要从数量上说明功和热量的等价性。第二定律第二定律却从转换能量的质的方面来说明功与热量的却从转换能量的质的方面来说明功与热量的本质区别，从而揭示自然界中普遍存在的一类本质区别，从而揭示自然界中普遍存在的一类不不可可逆逆过程。过程。任何任何不不可可逆逆过程的出现，总伴随有过程的出现，总伴随有“可用可用能量能量”被贬值为被贬值为“不可用能量不可用能量”的现象发生。的现象发生。第零定律第零定律：指出温度相同是达到热平衡的诸物体所具：指出温度相同是达到热平衡的诸物体所具有的共同性质。有的共同性质。第二定律第二定律却从热量自发流动的方向判别出物体温度的却从热量自发流动的方向判别出物体温度的高低。高低。3 3、第二定律与第零定律的比较：、第二定律与第零定律的比较：、第二定律与第零定律的比较：、第二定律与第零定律的比较：例例1“理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外作功热量全部用来对外作功”对此说法对此说法,有如下几种评论，哪有如下几种评论，哪种是正确的？种是正确的？（）不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律（）不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律（）不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律（）不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律（）不违反热力学第一定律（）不违反热力学第一定律,也不违反热力学第二定律也不违反热力学第二定律（）违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律（）违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律（）（）（）（）例例2.根据热力学第二定律判断下列哪种说法是正确的根据热力学第二定律判断下列哪种说法是正确的（1）热量能从高温物体传到低温物体，但不能从低温物）热量能从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体体传到高温物体（2）功可以全部变为热，但热不能全部变为功）功可以全部变为热，但热不能全部变为功（3）气体的自由膨胀过程是不可逆的）气体的自由膨胀过程是不可逆的（4）有规则运动的能量能够变为无规则运动的能量，但）有规则运动的能量能够变为无规则运动的能量，但无规则运动的能量不能变为有规则运动的能量无规则运动的能量不能变为有规则运动的能量（5）不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程）不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程（6）一切自发过程都是不可逆的）一切自发过程都是不可逆的5.2 卡诺定理 卡诺定理叙述为：卡诺定理叙述为：1.在相同的在相同的高温高温热源和相同的热源和相同的低温低温热源间工作的一切热源间工作的一切可可逆热机逆热机其其效率都相等效率都相等，而与，而与工作物质无关工作物质无关。2.在相同在相同高温高温热源与相同热源与相同低温低温热源间工作的一切热机热源间工作的一切热机中，中，不不可可逆逆热机的效率都热机的效率都不不可能可能大于大于可可逆逆热机的效率。热机的效率。第二定律数学表达式的建立：第二定律数学表达式的建立：卡诺定理卡诺定理克劳修斯等式克劳修斯等式熵增加原理熵增加原理若一可逆热机仅从某一确定温度的热源吸热，也仅向若一可逆热机仅从某一确定温度的热源吸热，也仅向另一确定温度的热源放热，从而对外作功，那么这部可另一确定温度的热源放热，从而对外作功，那么这部可逆热机必然是由两个等温过程及两个绝热过程所组成的逆热机必然是由两个等温过程及两个绝热过程所组成的可逆卡诺机可逆卡诺机。应当注意：应当注意：这里所讲的热源都是温度均匀的恒温热源；这里所讲的热源都是温度均匀的恒温热源；卡诺本人的证明卡诺本人的证明：他把热机类比为水轮机他把热机类比为水轮机,水能推动水轮机产生动力水能推动水轮机产生动力,而而热质的流动也能释放热动力，其大小必依赖于流过的热热质的流动也能释放热动力，其大小必依赖于流过的热质及温度差。质及温度差。T1T2abQ1Q1WW Q2Q2T1T2Q2Q2Q1|Q2|-|Q2|Q2|-|Q2|ab 反证法证明反证法证明卡诺定理：卡诺定理：卡诺的功绩：卡诺的功绩：课下阅读，体会卡诺的物理思想。课下阅读，体会卡诺的物理思想。是一种不依赖于任何测温物质的，适用于任何温度是一种不依赖于任何测温物质的，适用于任何温度范围的绝对温标范围的绝对温标。热力学温标：热力学温标：由热机效率由热机效率开尔文提出热力学温标：开尔文提出热力学温标：国际统一规定：国际统一规定：5.3 熵与熵增加原理5.3.1 克劳修斯等式克劳修斯等式 由卡诺定理得：由卡诺定理得：对对任何一个可任何一个可逆卡诺逆卡诺循环：循环：可推广到任何可推广到任何可可逆逆循环：循环：这就是这就是克劳修斯等式克劳修斯等式 一连串微小的可逆卡诺循环的总效果就是图中所示一连串微小的可逆卡诺循环的总效果就是图中所示锯齿形包络线所表示的循环过程。锯齿形包络线所表示的循环过程。可以证明：可以证明：只要这样的只要这样的微小卡诺循环数目微小卡诺循环数目n n 足够多，足够多，它总能使锯齿形包络线所表它总能使锯齿形包络线所表示的循环非常接近于原来的示的循环非常接近于原来的可逆循环。可逆循环。所以所以 5.3.2 熵和熵的计算熵和熵的计算 一、态函数熵的引入一、态函数熵的引入设想在设想在p-Vp-V 图上有图上有aIbIIa 的任意可逆循环，由路径的任意可逆循环，由路径I I与与IIII所所组成组成,按克劳修斯等式，有按克劳修斯等式，有 若在若在a、b两点间再画任意可逆路径两点间再画任意可逆路径III，则必然有，则必然有这就是说，积分的值仅与处于相同初末态的的值有关，这就是说，积分的值仅与处于相同初末态的的值有关，而与路径无关。而与路径无关。是是一一个个态态函函数数的的微微分分量量，我我们们把把这这个个态态函函数数称为熵称为熵，以符号，以符号S S表示。它满足如下关系表示。它满足如下关系对于无限小的过程：对于无限小的过程：热力学基本微分方程热力学基本微分方程关于熵的几点说明关于熵的几点说明(1)(1)熵的计算只能按可逆路径进行；熵的计算只能按可逆路径进行；(2)(2)熵是态函数。系统状态参量确定了熵是态函数。系统状态参量确定了,熵也就确定了；熵也就确定了；(3)(3)若把某一初态定为参考态若把某一初态定为参考态,则任一状态的熵表示为：则任一状态的熵表示为：（S S0 0 是参考态的熵）是参考态的熵）(4)(4)热力学热力学无法说明熵的微观意义，这是热力学这种宏无法说明熵的微观意义，这是热力学这种宏观描述方法的局限性所决定的。观描述方法的局限性所决定的。(5)(5)虽然虽然“熵熵”的概念抽象的概念抽象,但重要性不亚于能量。但重要性不亚于能量。三、不可逆过程中熵的计算三、不可逆过程中熵的计算 初末态均为平衡态的不可逆过程的熵变的计算有如初末态均为平衡态的不可逆过程的熵变的计算有如下三种方法：下三种方法：(1)(1)设计一个连接相同初、末态的任一可逆过程，然后设计一个连接相同初、末态的任一可逆过程，然后用下式计算熵用下式计算熵 (2)(2)先计算出熵作为状态参量的函数形式，再以初、末先计算出熵作为状态参量的函数形式，再以初、末两状态参量代入计算熵的改变。两状态参量代入计算熵的改变。(3)(3)若工程上已对某些物质的一系列平衡态的熵值制出若工程上已对某些物质的一系列平衡态的熵值制出了图表，则了图表，则可查图表计算初末两态熵之差可查图表计算初末两态熵之差。例题例题4今今有有1kg，0oC的的冰融化成冰融化成0oC的的水水，求，求其熵变？其熵变？（设（设冰冰的的融解融解热为热为334J/g)。解解:在这个过程中，温度保持不变，即在这个过程中，温度保持不变，即T=273K，计算时，计算时设冰从设冰从0 oC 的的恒温热源中吸热恒温热源中吸热，过程是可逆的，则，过程是可逆的，则 例例55一容器被一隔板分隔为体积相等的两部分，左半中一容器被一隔板分隔为体积相等的两部分，左半中充有充有 摩尔理想气体，右半是真空，试问将隔板抽除经自摩尔理想气体，右半是真空，试问将隔板抽除经自由膨胀后，系统的熵变是多少由膨胀后，系统的熵变是多少?解解 理想气体在自由膨胀中理想气体在自由膨胀中 Q=0,W=0,U=0,故温故温度不变。度不变。若将若将 Q=0 代入代入 X 应找一个连接相同初、末态的可逆过程计算熵变应找一个连接相同初、末态的可逆过程计算熵变,可可设想设想 摩尔气体经历一可逆等温膨胀；摩尔气体经历一可逆等温膨胀；如：如：使容器与一恒温热源接触使容器与一恒温热源接触,并使气体准静态地从并使气体准静态地从V V 膨胀到膨胀到2 2V V，这样的过程是可逆的。，这样的过程是可逆的。因为等温过程因为等温过程 dU=0,dQ=pdV，利用利用可见在自由膨胀这一不可逆绝热过程中可见在自由膨胀这一不可逆绝热过程中:S S 0 0 四、以熵来表示热容四、以熵来表示热容可逆过程：可逆过程：五、理想气体的熵五、理想气体的熵热力学基本微分方程：热力学基本微分方程：理想气体：理想气体：故有：故有：积分可得：积分可得：在温度变化不大时，在温度变化不大时，C Cv,mv,m 可近似认为是常数，则：可近似认为是常数，则：在一个有限的可逆过程中，系统从外界所吸收的热在一个有限的可逆过程中，系统从外界所吸收的热量为量为5.3.3 温熵图温熵图 以以T T 为纵轴为纵轴,S S 为横为横轴，作出热力学可逆过轴，作出热力学可逆过程曲线图，这种图称为程曲线图，这种图称为温温-熵图熵图,即即T-S T-S 图。图。曲线下的面积就是在曲线下的面积就是在该过程中吸收的热量该过程中吸收的热量 例例 在一绝热真空容器中有两完全相同的孤立物体在一绝热真空容器中有两完全相同的孤立物体A A，B,B,其温度分别为其温度分别为T T1,1,T T2 2(T T1,1,T T2 2)，其定压热容均为，其定压热容均为C Cp p.且为常数。且为常数。现使两物体接触而达热平衡，试求在此过现使两物体接触而达热平衡，试求在此过程中的总熵变。程中的总熵变。5.3.4 熵增加原理熵增加原理 解解 这是在等压下进行的传热过程，设热平衡温度为这是在等压下进行的传热过程，设热平衡温度为T T，则，则 因为这是一因为这是一不可逆过程不可逆过程,在计算熵变时应设想一连接在计算熵变时应设想一连接相同初末态的可逆过程。例如，可设想相同初末态的可逆过程。例如，可设想A A物体依次与温度物体依次与温度分别从分别从T T2 2 逐渐递升到逐渐递升到 T T 的很多个热源接触而达热平衡的很多个热源接触而达热平衡:S S 0 0 孤立系统内部由传热所引起的总熵变是增加的孤立系统内部由传热所引起的总熵变是增加的大量实验事实证明：大量实验事实证明：热力学系统从一平衡态热力学系统从一平衡态绝热绝热地到达另一个平衡态的过地到达另一个平衡态的过程中，它的程中，它的熵永不减少熵永不减少。若过程是。若过程是可逆可逆的，则的，则熵不变熵不变；若；若过程是过程是不可逆不可逆的，则的，则熵增加熵增加。不可逆不可逆绝热过程总是向绝热过程总是向熵增加熵增加的方向变化，的方向变化，可逆可逆绝热过绝热过程总是沿等熵线变化。程总是沿等熵线变化。可以证明，可以证明，熵增加原理就是热力学第二定律熵增加原理就是热力学第二定律。对于一个绝热的不可逆过程，其按相反次序重复的过对于一个绝热的不可逆过程，其按相反次序重复的过程不可能发生，因为这种情况下的熵将变小。程不可能发生，因为这种情况下的熵将变小。不可逆过程不可逆过程相对于时间坐标轴是相对于时间坐标轴是肯定不对称的肯定不对称的。5.3.5*热寂说热寂说 克劳修斯把熵增加原理应用到无限的宇宙中，他于克劳修斯把熵增加原理应用到无限的宇宙中，他于18651865年指出，年指出，宇宙的能量是常数，宇宙的熵趋于极大，宇宙的能量是常数，宇宙的熵趋于极大，并认为宇宙最终也将死亡，这就是所谓的并认为宇宙最终也将死亡，这就是所谓的“热寂说热寂说”。错误，因为：错误，因为：1、宇宙是无限的、宇宙是无限的,热力学第二定律不能绝对化地应用。热力学第二定律不能绝对化地应用。2、从能量角度来考虑、从能量角度来考虑,热寂说只考虑到物质和能量从热寂说只考虑到物质和能量从集中到分散这一变化过程。集中到分散这一变化过程。宇宙绝不会走向热死！宇宙绝不会走向热死！宇宙绝不会走向热死！宇宙绝不会走向热死！5.3.7 热力学第二定律的数学表达热力学第二定律的数学表达 (一一)克劳修斯不等式克劳修斯不等式 克劳修斯等式仅适用于一切可逆的闭合循环过程。克劳修斯等式仅适用于一切可逆的闭合循环过程。可以证明对于不可逆的闭和循环有可以证明对于不可逆的闭和循环有克劳修斯等式与不等式的统一表达式：克劳修斯等式与不等式的统一表达式：(二二)第二定律的数学表达式第二定律的数学表达式 对于初末态均为平衡态的不可逆过程，可在初末态对于初末态均为平衡态的不可逆过程，可在初末态间再连接一可逆过程，使系统从末态回到初态，这样就间再连接一可逆过程，使系统从末态回到初态，这样就组成一循环。这是一不可逆循环，从克劳修斯不等式知组成一循环。这是一不可逆循环，从克劳修斯不等式知 (三三)熵增加原理的数学表达式熵增加原理的数学表达式 它表示在不可逆绝热过程中熵总是增加的，在可逆它表示在不可逆绝热过程中熵总是增加的，在可逆绝热过程中熵不变。这就是绝热过程中熵不变。这就是熵增加原理的数学表达式。熵增加原理的数学表达式。在上式中令在上式中令 d dQ Q =0=0，则，则(四四)热力学基本方程热力学基本方程准静态过程的热力学第一定律数学表达式为：准静态过程的热力学第一定律数学表达式为：d dU U=d dQ Q p p d dV V 由于在可逆过程中由于在可逆过程中 d dQ Q =T T d dS S 故故第一定律第一定律可写为可写为 d dU U=T T d dS S p p d dV V对于理想气体对于理想气体,有有 C CV V d dT T=T T d dS S-p p d dV V 所有可逆过程热力学基本上都从上面两个式子出发讨所有可逆过程热力学基本上都从上面两个式子出发讨论问题的。论问题的。作 业习题习题5.3.3（P305）习题习题5.3.7（P305）习题习题5.1.2（P304)附：附：热力学第二定律的统计意义热力学第二定律的统计意义一一.热力学概率热力学概率自发过程的方向性从微观上看是大量分子无规运动的结自发过程的方向性从微观上看是大量分子无规运动的结果。果。abcd左左右右分子数的左右分布称为分子数的左右分布称为宏观态。宏观态。具体分子的左右分布称具体分子的左右分布称微微观态。观态。统计理论的基本假设是：统计理论的基本假设是：以气体自由膨胀为例分析以气体自由膨胀为例分析:某宏观态所包含的微观态数某宏观态所包含的微观态数 叫该宏观态的叫该宏观态的热力学概率。热力学概率。对于孤立系统，各个对于孤立系统，各个微观态微观态出现的概率是相同的。出现的概率是相同的。左左4,右右0,状态数状态数1;左左2,右右2状态数状态数6左左0,右右4,状态数状态数1;左左3,右右1,状态数状态数4左左1,右右3,状态数状态数40 01 12 23 34 45 56 6左左4右右0左左3右右1左左2右右2左左1右右3左左0右右4若改变一次微观状态历时若改变一次微观状态历时10-9s，则所有微观状态都经历则所有微观状态都经历一遍要一遍要即即30万亿年中万亿年中（100，0）的状态的状态只闪现只闪现10-9s。N自动收缩（左自动收缩（左100，右，右0）的概）的概率为率为10-30。100个粒子的情况下：个粒子的情况下：一般热力学系统一般热力学系统N的数量级约为的数量级约为1023，比例实际上是百分之百。，比例实际上是百分之百。而左右各半的而左右各半的平衡态及其附近宏观态平衡态及其附近宏观态的的热力学概率热力学概率则占则占总微观状态数的总微观状态数的绝大比例。绝大比例。二二.热力学第二定律的统计意义热力学第二定律的统计意义“一个孤立系统其内部自发进行的过程，总是由热力学概一个孤立系统其内部自发进行的过程，总是由热力学概率小的宏观态向热力学概率大的宏观态过渡率小的宏观态向热力学概率大的宏观态过渡”平衡态平衡态 最概然态最概然态非平衡态非平衡态非平衡态非平衡态平衡态平衡态自发自发(N左左)N 很很大大N/2N左左三、熵的微观意义三、熵的微观意义1、熵是系统无序程度大小的度量、熵是系统无序程度大小的度量粒子的空间分布越是处处均匀，分散得越开的系统粒子的空间分布越是处处均匀，分散得越开的系统越是无序。越是无序。分子热运动程度越剧烈，即系统的温度越高，其无分子热运动程度越剧烈，即系统的温度越高，其无序度越大。序度越大。熵是系统微观粒子无序度大小的度量。熵是系统微观粒子无序度大小的度量。2、玻尔兹曼关系、玻尔兹曼关系宏观系统的无序度是以微观状态数宏观系统的无序度是以微观状态数W W来表示的。来表示的。四四四四.熵概念的扩展熵概念的扩展熵概念的扩展熵概念的扩展1.1.1.1.熵与能量熵与能量熵与能量熵与能量 熵是能量不可用程度的一种量度。熵增加，意味熵是能量不可用程度的一种量度。熵增加，意味着能量的品质变差。着能量的品质变差。2.2.2.2.熵与时间熵与时间熵与时间熵与时间熵增加给出了一个时间的箭头。熵增加给出了一个时间的箭头。霍金霍金指出：至少存在三种时间箭头把过去与未来指出：至少存在三种时间箭头把过去与未来区分开来区分开来:热力学箭头热力学箭头 熵熵(无序度无序度)增加的方向增加的方向心理学箭头心理学箭头 我们能记住的是过去而不是未来我们能记住的是过去而不是未来宇宙学箭头宇宙学箭头 宇宙在膨胀而不是在收缩宇宙在膨胀而不是在收缩4.4.4.4.熵与信息熵与信息熵与信息熵与信息中国中国辞海辞海:信息是指对接受者来说预先不知道的报导信息是指对接受者来说预先不知道的报导美国美国韦伯字典韦伯字典:信息是用来通迅的事实，在观察中得信息是用来通迅的事实，在观察中得到的数据、新闻和知识到的数据、新闻和知识日本日本广辞苑广辞苑:信息是指所观察事物的知识信息是指所观察事物的知识 信息论中的信息论中的“信息信息”是贝尔实验室工程师是贝尔实验室工程师 申农申农 19491949年提出的，是指事物出现的可能性的数目，用年提出的，是指事物出现的可能性的数目，用R R0 0表示。表示。如：掷硬币如：掷硬币R R0 0=2=2、掷骰子、掷骰子R R0 0=6=6*信息的量度信息的量度 信息熵信息熵感冒：起因感冒：起因-运动或劳累过后，身体消耗大量能量，产运动或劳累过后，身体消耗大量能量，产生大量废热（体内熵大增）如能迅速排除，人相安无事。生大量废热（体内熵大增）如能迅速排除，人相安无事。但如此时或吹风、或着凉但如此时或吹风、或着凉,皮肤感到过凉，此信息传皮肤感到过凉，此信息传到大脑的调温中心到大脑的调温中心-丘脑丘脑，进行调温以暖皮肤，并下令，进行调温以暖皮肤，并下令皮肤毛细血管收缩阻止身体散热皮肤毛细血管收缩阻止身体散热,这样体内原有积熵排不这样体内原有积熵排不出，还进一步产生积熵出，还进一步产生积熵,以致积熵过剩。熵是无序度的量以致积熵过剩。熵是无序度的量度。因此人体内二千多化学反应开始混乱度。因此人体内二千多化学反应开始混乱-使人头痛发使人头痛发烧、畏寒畏冷、全身无力。抵抗力减弱烧、畏寒畏冷、全身无力。抵抗力减弱.人因此感冒人因此感冒中医说中医说:内有虚火内有虚火,外感风寒外感风寒.西医说西医说:感冒了感冒了,有炎症有炎症.物理说物理说:积熵过剩积熵过剩.如何治疗呢如何治疗呢?中医说中医说:发汗清热发汗清热.西医说西医说:退热消炎退热消炎物理说物理说:消除积熵消除积熵.5.5.5.5.熵与人体熵与人体熵与人体熵与人体*癌症癌症:由于各种原因由于各种原因,致使体内某一部分的混乱度致使体内某一部分的混乱度大幅度增长。以致破坏了细胞再生时的基因密码的有序大幅度增长。以致破坏了细胞再生时的基因密码的有序遗传遗传,细胞无控制地生长，产生毒素细胞无控制地生长，产生毒素,进一步破坏人体的进一步破坏人体的有序有序,直到熵趋近无穷大直到熵趋近无穷大-死亡到来。死亡到来。修养与健康修养与健康:患得患失、气量狭小、爱生气患得患失、气量狭小、爱生气的人易患癌症不易长寿。人要的人易患癌症不易长寿。人要 “淡薄名利淡薄名利”此方是做人的根本。此方是做人的根本。