资源描述
单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,2022/7/3,#,熵与熵增加原理,熵与熵增加原理,熵,(entropy),(,以,S,表示,),是一个重要的,状态参量。,热力学中,以熵的大小,S,描述状态的,无序性,，,以熵的变化,S,描述过程的,方向性,。,本节将讨论熵的引进、计算等问题。,微观状态：,微观上可区分的每一种分布,玻耳兹曼认为：,从微观上看，对于一个系统的状态的宏观描述是非常不完善的，,系统的同一个宏观状态实际上可能对应于非常非常多的微观状态，,而这些微观状态是粗略的宏观描述所不能加以区别的。,微观状态（位置）,宏观状态,微观态数,左,2,，右,2,左,1,，右,3,左,0,，右,4,1,4,6,4,以,4,个分子为例：,左,4,，右,0,1,左,3,，右,1,5,16,0,1,2,3,4,5,6,4,个粒子的分布,左,4,，右,0,左,3,，右,1,左,2,，右,2,左,1,，右,3,左,0,，右,4,宏观状态,等几率假设,孤立系统中 每个微观态出现的几率相同,对应微观态数目多的宏观态出现的几率大,4,个分子自动都退回,A,的,几率：,分布越均匀,微观态数目越多,.,微观状态（位置）,宏观状态,微观态数,左,2,，右,2,左,1,，右,3,左,0,，右,4,1,4,6,4,以,4,个分子为例：,左,4,，右,0,1,左,3,，右,1,0,5,10,15,20,N,个分子 自动都退回,A,的,几率：,1,2,N,在微观上认为是可能的，只不过概率太小而已。在宏观上认为是不可能。,4,个粒子,5,个粒子,6,个粒子,粒子数,10,23,宏观态对应的微观态数非常大,.,热力学概率,(,几率,),一个宏观态对应的微观态,数目叫做这一宏观态的,热力学概率,宏观态 微观态,4,6,4,1,1,在诸多的宏观态中，,热力学概率最大的宏观态是平衡态,其它态都是非平衡态。,平衡态最易出现,(,平衡态,),系统无序程度的量度,热,律的,统计意义,自发过程的方向性,如 自由膨胀,有序,无序,自然过程从热力学概率小向热力学概率大,的方向进行。,孤立系统内的自发过程总是,沿着使系统的热力学概率增大,的方向进行,讨论,1,),热,律是,涉及到大量分子的运动的无序性变化的规律，因而它是一条,统计规律,。,(,与热,律不同,),或：孤立系统总是从非平衡态向平衡态过渡,就是从几率小宏观态向几率大的宏观态进行,2,),一切自然过程总是沿着分子运动的无序性增大的方向进行,功变热,机械功（电功） 热能,有序运动,无序运动,热传导,T,2,T,1,动能分布较有序,T,T,动能分布更无序,气体自由膨胀,位置较有序,位置更无序,热力学第二定律的,本质,自然界中,一切与热现象有关的实际宏观过程,都是不可逆的。,四、卡诺定理,在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作,的一切热机的效率,不可能大于可逆机的效率。,=,，可逆机,与工作物质无关,，不可逆机,欲 ，应 并使热机尽量接近可逆机。,S,=,k,ln,1877,年，玻耳兹曼引入,熵,(Entropy),来表示系统无序性的大小。,玻耳兹曼熵公式：,S,ln,1900,年，普朗克引入系数,k,玻耳兹曼常数,熵是状态函数,与,E T P,同地位,系统某一状态的熵值越大,宏观状态越无序,.,孤立系统所进行的自然过程总是有序向无序过渡,即沿着,熵增加,的方向进行,只有绝热可逆过程是等熵过程,.,对于孤立系统中发生的任何过程，系统的熵或者增加,(,如果过程是不可逆的,),，或者保持不变,(,如果过程是可逆的,),.,孤立系统,自发过程方向性问题：,
展开阅读全文